[发明专利]一种高温热膨胀微胶囊及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及热膨胀微胶囊技术领域，具体公开一种高温热膨胀微胶囊及其制备方法和应用。所述高温热膨胀微胶囊，包括囊芯和囊壁，所述囊芯为固体碳酰胺微粒，所述囊壁为双重交联的苯乙烯‑丙烯腈‑丙烯酸酯共聚物。所述热膨胀微胶囊的制备方法为：采用双分子层乳液模板技术并通过原位聚合法，实现苯乙烯–丙烯腈–丙烯酸酯共聚物对固体碳酰胺微粒的包覆。本发明的热膨胀微胶囊在应用于高温油墨印刷品时，不仅具有在高温条件下热膨胀的功能，而且在气化过程中，不产生有机挥发物，是一种绿色环保型的热膨胀微胶囊，具备良好的经济效益和发展前景。

技术领域

本发明涉及热膨胀微胶囊技术领域，尤其涉及一种高温热膨胀微胶囊及其制备方法和应用。

背景技术

热膨胀微胶囊主要应用于发泡油墨领域，传统的印刷用热膨胀微胶囊一般是利用微胶囊技术将低沸点有机溶剂作为发泡剂包裹在热塑性聚合物壳体中，形成粒径为5-100μm、具有核壳结构的球形颗粒。含有热膨胀微胶囊的油墨通过丝网印刷将其印制在纸张、织物或硬质平面等承载物上并固化后，通过局部加热的方式使油墨中的热膨胀微胶囊芯部的有机溶剂受热挥发，气化产生的内蒸汽压使微胶囊膨胀变大，从而使印刷的图案或文字呈现出突出的立体视觉效果。热膨胀微胶囊合成技术的发展对相关油墨的应用技术水平的提升有很大的帮助，能够增加印刷品的美感，显著提升印刷品的质量，从而有利于获得更大的社会经济效益，因此，其技术开发近年来得到了广泛的关注。

近年来，随着印刷用油墨应用领域的不断扩展，印刷用油墨已经从目前应用较多的中低温领域逐渐向高温应用领域发展，因此，这就需要热膨胀微胶囊在所应用的印刷油墨的热膨胀加工温度与之相匹配。然而，传统的有机烷烃发泡剂在高发泡温度下会急剧挥发，容易导致微胶囊破裂，无法有效发挥产生3D凹凸效果的功效，微胶囊破裂挥发出的有机烷烃还会对环境造成污染。因此，研发一种绿色环保的高温热膨胀微胶囊对于扩大印刷油墨的应用领域具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术中热膨胀微胶囊主要是中低温发泡，难以应用到高温印刷油墨领域中，以及发泡后容易对环境造成污染的问题，本发明提供一种高温热膨胀微胶囊及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种高温热膨胀微胶囊，包括囊芯和囊壁，所述囊芯为固体碳酰胺微粒，所述囊壁为双重交联的苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物。

相对于现有技术，本发明提供的微胶囊，以固体碳酰胺颗粒发泡剂为核，采用双重交联的苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物为壳材，形成了具有核-壳结构的在高温下发生固相热膨胀的微胶囊；其中，碳酰胺微粒作为固体发泡剂被聚合物包覆后，可在160-180℃范围内全部分解为氨气和二氧化碳，产生较大的内部气压使微胶囊膨胀变大，显著提高微胶囊的发泡倍率，且无任何残留物；选择的双重交联的苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物具有较高的玻璃化转变温度，既提高了微胶囊的耐高温性，满足囊壁160-210℃不会分解破坏的要求，又兼顾了壳层的高弹性，可以随着气体压力的增大而发生膨胀，为微胶囊壳层提供了充足的强度、韧性、回弹力和耐高温性，在芯部碳酰胺分解产生较大内部压力的冲击作用下，依然可以保持囊体的完整和弹性。本发明核材和壁材的结合，不但使得制备的热膨胀微胶囊适用于更高的热膨胀加工温度，同时，还避免了传统有机烃发泡剂在高温加工条件下发泡产生的有机挥发物(VOC)对环境的污染，是一种绿色环保的油墨印刷用高温热膨胀微胶囊。

本发明制备的高温热膨胀微胶囊的发泡温度为160-210℃，发泡倍率可达7倍以上，且高温发泡后可维持良好的形态稳定和结构完整性，发泡性能好，克服了目前现有热膨胀微胶囊仅适用于中低温热膨胀加工的缺陷，且微胶囊芯部的碳酰胺发泡后全部分解为氨气和二氧化碳，避免了传统有机烷烃泡剂在高温加工发泡产生的有机挥发物(VOC)对环境的污染，具有良好的经济效益和发展前景。

优选的，所述固体碳酰胺微粒的平均粒径为5-60μm。

优选的，所述高温热膨胀微胶囊的平均粒径为50-70μm。