[发明专利]一种热膨胀性聚偏氯乙烯微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种热膨胀性聚偏氯乙烯微球的制备方法，包括：(1)将水相阻聚剂、分散剂水溶液、助分散单体溶解在去离子水中，调节溶液pH值，降温，得到水相，备用；(2)将交联剂、引发剂溶解在混合单体中，降温，得到油相，备用；(3)将上述水相和油相混合后在搅拌下均化，得到均化混合溶液；(4)向均化混合溶液中加入发泡剂，在搅拌下均化，得到含有发泡剂的均化混合溶液；(5)将含有发泡剂的均化混合溶液在搅拌下反应，反应结束后，降温冷却至室温，将所得悬浮液过滤得到滤液，将滤液离心脱水，干燥得到热膨胀性聚偏氯乙烯微球产品。本发明具有工艺简单，绿色环保，所得产品性能好的优点。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种热膨胀性聚偏氯乙烯微球的制备方法。

背景技术

热膨胀微球是一种最早被应用于发泡塑料工业的材料，其最初的制备方法为悬浮聚合法：将溶有引发剂的单体和发泡剂同时加入反应体系中，通过悬浮聚合原位包覆发泡剂，最终形成一种聚合物壳层包覆一种或几种发泡剂的微球。制备条件影响所制备微球的形态和颗粒尺寸，通过调整反应条件，可以制备具有不同膨胀性能的热膨胀微球，从而对应工业上有不同的应用。

US3615972、US3945956、US6235394、US6509384等专利中公开了几种不同应用的热膨胀微球制备方法。1961年，首个微胶囊聚合物合成技术被发明，应用于制作胶带，随后美国陶氏的研究者受该技术启发开发了一系列方法制备这种热膨胀微胶囊，由于其在各个工业领域有着巨大的应用，在过去50年间，很多公司诸如陶氏化学、普利司通、亨斯曼、通用电气、阿克苏诺贝尔均投入制造类似微球。Donald等采用高速搅拌将水相和油相混合，得到稳定的悬浮液，再利用悬浮聚合法制备成一系列可膨胀微球。

但是由于悬浮聚合的特性，采用常规悬浮聚合方法制备得到的产物粒径一般较大，分散性较差，直接影响产物的品质和应用。

如CN102746454A公开了一种热膨胀性树脂微球，其外壳由热塑性树脂形成，内部包覆发泡剂，该树脂微球加热可发生膨胀，最大膨胀时的膨胀倍率大于5倍。微球的集合体即为该发明的热膨胀性树脂微粉。制造方法是将至少一种单体和发泡剂组成的油性物料在水系中分散形成稳定的油珠，油珠被加热时单体发生聚合反应形成树脂包覆发泡剂的微球。水系中增加含有极性端单体后合成的热膨胀性树脂微粉在水中有非常好的分散性能。不足之处是合成的热膨胀性树脂微球颗粒较大，膨胀倍率低。

如CN102633936A公布了一种可热膨胀热塑性微球，其主要由烯属可聚单体和可热膨胀物质经过悬浮聚合，得到以热塑性聚合物为壳、热膨胀物质为核的具有壳核结构的微球。该微球发泡区间为160-200℃，但该专利所合成的微球起始膨胀温度高，在低膨胀温度区间内的膨胀性能较差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种热膨胀性聚偏氯乙烯微球的制备方法。本发明运用pickering乳液悬浮聚合法合成聚偏氯乙烯微球，以VDC为主单体，通过优化聚合反应的温度、压力、投料配方、投料方式等影响反应的因素，优化了制备工艺。本发明解决了现有技术中存在的微球粒径大和发泡倍率低等问题，制备出小粒径、在低温下即具有优异发泡性能的热膨胀微球。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种热膨胀性聚偏氯乙烯微球的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份计，将250-550份水相阻聚剂、150-350份质量百分比含量为10-35％的分散剂水溶液、3-15份助分散单体溶解在5000-8000份去离子水中，调节溶液pH为 3-5，降温至0-10℃，得到水相，备用；

(2)将5-15份交联剂、20-45份引发剂溶解在1000-2000份混合单体中，降温至 0-10℃，得到油相，备用；

(3)将上述水相和油相混合后在在2000-8000rpm搅拌转速下均化2-10min，得到均化混合溶液；