[发明专利]一种包裹偶氮二甲酸二异丙酯的物理膨胀发泡微球及其制备方法

说明书

本发明提供了一种包裹偶氮二甲酸二异丙酯的物理膨胀发泡微球，所述发泡微球以聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸苯酯为壳层材料、内核包裹偶氮二甲酸二异丙酯液体，该发泡微球可用于替代偶氮二甲酸二异丙酯液体发泡剂，并且具有颜色浅，与聚氨酯、醇酸树脂、氰胺树脂等材料相容性好，微球的生产、运输、使用、存储安全性高的优点。

技术领域

本发明涉及一种包裹偶氮二甲酸二异丙酯的物理膨胀发泡微球及其制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

热膨胀物理发泡微球是一种具有核壳结构的、在一定温度下能发生物理膨胀的微球颗粒。一般热膨胀微球内核多为低沸点液体，壳层多为热塑性高分子材料，当微球被加热到一定温度，超过内核液体的沸点时，液体迅速汽化膨胀产生内压力，同时壳层材料受热软化，在内压力的作用下微球膨胀，体积增大到原始体积的数倍到数十倍。这种热膨胀微球用于塑料发泡时可减轻产品的重量，提高产品的柔软性、减震性和绝热性等性能，并节约原材料的用量，因此热膨胀物理发泡微球已在涂料、造纸、立体印刷、纺织印花、塑料加工等多个领域获得了广泛应用。

偶氮二甲酸二异丙酯，是一种桔红色透明油状液体，具有特殊气味，它广泛用做乙烯基树脂的液体发泡剂，具有发气量大(200～350mL/g)、发泡温度范围宽、分解产物无污染、发泡性能稳定等优点。但偶氮二甲酸二异丙酯作为一种偶氮类化合物，由于其自身的结构特性，在生产、运输、使用和储存过程中受到震动、摩擦、撞击、重金属污染以及温度变化都可能触发自反应，从而自加速分解造成热失控甚至引发火灾爆炸事故(Journal ofHazardous Materials,2005,125:29-44；Committee of Experts on the Transport ofDangerous Goods.Recommendations on the transport of dangerous goods:modelregulation.United Nations Publications,2009:32-39.)。

偶氮二甲酸二异丙酯作为一种液体发泡剂存在如下缺点：1)偶氮二甲酸二异丙酯具有较深的颜色，当用于白色或无色制品发泡时易造成制品染色；2)偶氮二甲酸二异丙酯是一种极性低的发泡剂，当用于聚氨酯、醇酸树脂、氰胺树脂等强极性聚合物发泡时存在相容性不好、发泡不均匀等问题；3)偶氮二甲酸二异丙酯是液体类偶氮化合物，在生产、运输、使用和储存过程容易发生热失控而带来危险。

发明内容

本发明主要针对偶氮二甲酸二异丙酯液体发泡剂的缺点，开发一种以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚甲基丙烯酸苯酯(PMA)为壳层材料、内核包裹偶氮二甲酸二异丙酯液体的热膨胀物理发泡微球。该发泡微球可用于替代偶氮二甲酸二异丙酯液体发泡剂，并且具有颜色浅，与聚氨酯、醇酸树脂、氰胺树脂等材料相容性好，微球的生产、运输、使用、存储安全性高的优点。

本发明的技术方案如下：

一种包裹偶氮二甲酸二异丙酯的物理膨胀发泡微球，按如下方法制备得到(以下份数均为重量份)：

(1)取100份甲基丙烯酸甲酯、14～29份甲基丙烯酸苯酯、50～79份偶氮二甲酸二异丙酯、6份引发剂、0.1～0.4份交联剂，混合均匀制得油相，通入氮气鼓泡除氧(10min)，备用；

所述引发剂为偶氮二异庚腈、双(叔丁基环己烷)过氧化二碳酸酯(PCC)中的一种或两种任意比例的混合物；

所述交联剂为二甲基丙烯酸1,3-丁二醇酯、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯中的一种或两种任意比例的混合物；

(2)取800份去离子水、4份聚乙烯醇1788、40份氯化钠，混合均匀制得水相，通入氮气鼓泡除氧(20min)，备用；

(3)将步骤(1)准备好的油相和步骤(2)准备好的水相混合，在40～50℃下搅拌(速率300rpm)反应8～12h，之后反应液离心，收集固体粉末，用蒸馏水洗涤，干燥后即得所述包裹偶氮二甲酸二异丙酯的物理膨胀发泡微球。