[发明专利]一种高性能物理发泡剂及其制备方法

说明书

本申请公开了一种高性能物理发泡剂的制备方法，包括如下步骤：制备水相：将电解质、润湿剂、分散剂、pH调节剂、功能性水溶性单体加入乳化釜，氮气排氧，控温搅拌，形成水相；制备油相：将高分子单体混合物、低沸点材料、交联剂、功能性油溶性单体和引发剂混合，搅拌均匀形成油相；制备混合相：将油相加入到所述乳化釜中与水相混合，搅拌均匀，形成混合相；乳化：将乳化釜与打料泵以及静态混合器连通，在乳化釜中通入氮气，在氮气条件下搅拌混合相，并且混合相在乳化釜、打料泵以及静态混合器中循环乳化；悬浮反应：将乳化后的混合相通入反应釜中，乳化后的混合相在反应釜中控温搅拌、反应、过滤、干燥后得到高性能物理发泡剂。

技术领域

本申请涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高性能物理发泡剂及其制备方法。

背景技术

微球型物理发泡剂是一种尺寸在0.5-100μm范围内的核壳结构热膨胀高分子微球。其由热塑性高分子聚合物壳与低沸点碳氢化合物核组成，加热时，壳内低沸点碳氢化合物变为气体，壳内气压增加；同时热塑性外壳软化，在壳内气压作用下膨胀。冷却时，外壳固化，微球仍可保持膨胀状态。因此，热膨胀高分子微球可以在其它材料内引入大小均一、可控的闭孔，从而在轻质材料、保温隔热材料、3D油墨打印材料、发泡塑料、人造革等领域具有广泛的应用。

目前，热膨胀高分子微球的制备方法主要有两种：1.配置水相、油相，通过搅拌混合均匀形成的悬浮分散稳定液，在高温高压下制备热膨胀微球的悬浮聚合法(Hou.,et al,“Preparation and properties of thermoexpandable polymeric microspheres,”Chinese Chemical Letters,25,1279 1281,2014.)； 2.制备聚合物/稀释剂均相溶液，冷却发生相分离并使聚合物固化，制备热膨胀微球的热诱导相分离法(Zhou.,et al,“Formation mechanism of thermally expandable microspheres of PMMAencapsulating NaHCO3 and ethanol via thermally induced phase separation,”RSCAdv.,7,50603,2017)。但是目前高性能物理发泡剂的制备方法存在反应体系所需温度、压强较高；需要额外模板难以规模化生产；所用材料包含高毒性材料；热膨胀微球发泡温度范围较窄；热膨胀微球发泡倍率较低的问题，使得上述技术难以应用在工业化生产过程中。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种初始发泡时间短并且具有良好的耐热老化性的热膨胀高分子微球及其制备方法，利用过氧化二苯甲酰、过氧化二碳酸酯类等有机过氧化物与有机胺或连二亚硫酸钠等形成的氧化还原体系作为引发剂制备的微球，耐热老化性好。

本申请提供如下技术方案。

1、一种高性能物理发泡剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

制备水相：将电解质、润湿剂、分散剂、pH调节剂、功能性水溶性单体加入乳化釜，氮气排氧，控温搅拌，形成水相；

制备油相：将高分子单体混合物、低沸点材料、交联剂、功能性油溶性单体和引发剂混合，搅拌均匀形成油相；

制备混合相：将油相加入到所述乳化釜中与水相混合，搅拌均匀，形成混合相；

乳化：将所述乳化釜与打料泵以及静态混合器连通，在所述乳化釜中通入氮气，在氮气条件下搅拌所述混合相，并且所述混合相在所述乳化釜、打料泵以及静态混合器中循环乳化；

悬浮反应：将乳化后的混合相通入反应釜中，所述乳化后的混合相在反应釜中控温搅拌、反应、过滤、干燥后得到高性能物理发泡剂。