[发明专利]一种耐黄变耐高温可膨胀微球及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种耐黄变耐高温可膨胀微球的制备方法，包括步骤：S1：将单体、引发剂、交联剂、挥发性膨胀剂混合，获得油相；S2：将水性分散介质、无机盐、分散稳定剂、分散稳定助剂混合，获得水相；S3：将油相和水相混合，搅拌分散油相和水相，获得悬浮溶液；S4：将悬浮溶液聚合反应，获得聚合物浆料；S5：将表面改性剂加入聚合物浆料中，升温至80℃，进行表面处理2～8小时，然后从反应体系中，收集耐黄变耐高温可膨胀微球。本发明通过在可膨胀微球聚合反应后期加入有机酸或有机酸酐来制备可膨胀微球使得可膨胀微球具有优良的耐黄变性能和耐高温性能，在充当热塑性材料的填充材料或发泡剂时，明显改善高温加工制备过程中材料变黄和微球破裂的问题。

技术领域

本发明涉及聚合物领域，尤其涉及一种耐黄变耐高温可膨胀微球及其制备方法和应用。

背景技术

可膨胀热塑性微球是由热塑性聚合物为壳体和被封装在壳体内的可挥发物质组成。具体的制备方法为：将可聚合单体和交联剂组成的油相混合物分散在水相分散混合物中，经过高速搅拌剪切力的作用下，打散成稳定的油相液滴；在发泡剂存在下，通过悬浮聚合反应，将发泡剂包裹在单体聚合物形成的壳体内，形成具有核壳结构的微球。其中，壳层聚合物耐热性好，膨胀时的初始温度较高、最高膨胀温度较高、发泡倍率高，具有较宽的稳泡温程。因此，高温膨胀聚合物微球适用于热塑性树脂、橡胶或者热塑性弹性体发泡加工工艺，特别是可膨胀微球作为一种轻重填料已成功应用到PP和PVC鞋材注塑等领域。

丙烯腈和与之共聚的包括含烯属不饱和键的其它单体的质量百分比越高，其合成的微球热稳定性越好，但是在温度较高的条件下它们容易发生黄变。例如，在聚合物树脂材料挤压或注塑过程中温度较高，导致作为发泡材料的微球黄变。因此，在丙烯腈类聚合物的制造和加工中经常出现严重的变色。

目前公开的专利中，已公开的提高微球的抗黄变性的方法有通过调整聚合单体丙烯腈的含量改善黄变，但丙烯腈含量调低后，微球的发泡性能并不稳定，从而限制了微球的应用领域，所以调整丙烯腈的用量来提高抗黄变性并不能满足实际的应用需要。

综上，在保证可膨胀热塑性微球具有较高的抗黄变性的同时，微球具有稳定的发泡性能，而不影响微球的应用，是一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明为解决现有技术中的上述问题提出的，本发明提供一种具有优良耐高温、耐黄变性能和稳定发泡性能的可膨胀热塑性微球及其制备方法和该微球作为添加剂用于制备轻质热塑性材料的加工方法。

本发明的第一方面提供了一种耐黄变耐高温可膨胀微球的制备方法，包括以下步骤：

S1：将单体、引发剂、交联剂、挥发性膨胀剂混合，获得油相；

S2：将水性分散介质、无机盐、分散稳定剂、分散稳定助剂混合，获得水相；

S3：将所述油相和所述水相混合，搅拌分散所述油相和所述水相，获得悬浮溶液；

S4：将所述悬浮溶液，在惰性气氛中，60～70℃下，0.1～0.5MPa的压力下，聚合反应15～25小时，获得聚合物浆料；

S5：将表面改性剂加入所述聚合物浆料中，升温至80℃，进行表面处理2～8小时，然后从反应体系中，收集所述耐黄变耐高温可膨胀微球；

其中，所述的表面改性剂包括有机酸和/或有机酸酐。

优选的，所述的有机酸为苯甲酸、草酸、壬二酸、苹果酸、琥珀酸、马来酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、邻苯二甲酸、柠檬酸、乙二酸、丁二酸、水杨酸中的一种或几种；所述有机酸酐为乙酸酐、马来酸酐、琥珀酸酐和邻苯二甲酸酐中的一种或几种。

优选的，步骤S1中所述单体，包括以下重量份数的组分：

进一步的，步骤S1中所述单体，包括以下重量份数的组分：