[其他]聚合微球的方法及设备

说明书

本发明涉及一种用不饱和烯烃单体聚合膨胀热塑性中空球体-微球的方法、工艺、及设备，属于高分子合成领域。

微球是粒径为几十微米的中空热塑性球体，由于本身的特性而被广泛的应用，例如：将其分散到专用的连接料中，可用于产生立体效果的印刷品、织物图案、防震包装材料、以及室内有浮雕效果的墙壁涂层等等。但是，在本发明完成之前，微球的合成技术在国内尚为空白，其产品均依赖进口。国外关于微球的合成，工艺和设备方面的专利文献相对很少，通过检索，得到的涉及该主题的专利文献仅有美国专利US3，864，181号。该专利介绍了一种发泡聚合物涂料及其使用方法，即通过把微球混入不同用途的涂料中，用喷涂、印刷、浸涂等工艺将这种混合涂料涂覆于不同的基材上，然后在原位加热使涂层发泡膨胀。这种涂料和使用方法可用于包装材料、衬垫和密封件。此外，该专利中提到，微球的制备是通过“有限聚结”的聚合技术，用不饱和烯烃、共轭二烯等作为单体，以去离子水为分散剂、加入其它配合剂在一定压力、密封和10，000转/分的强烈搅拌条件下聚合而成。但是，该专利的工艺难以实现。首先，难以保证10，000转/分的搅拌速度。对于工业设备，即使低于几倍该速度，要想克服搅拌轴与密封部分相互摩擦产生的热量也难以做到，而反应物料又均属易燃易爆物，难以避免发生事故。其次，根据该专利配方的需要，酸处理是不可省略的重要步骤，这不仅会造成污染，同时也还会给生产带来不便。

有鉴于此，本发明的目的是：提供一种微球合成的改进的方法、工艺、及配套的设备，使微球的合成路线简便易行，填补我国合成微球技术的空白。以下是对本发明的详细说明。

本发明的微球采用悬浮聚合法，以水为分散介质，配以适量的稳定剂、引发剂、溶剂等，选用不饱和烯烃为单体，在搅拌升温条件下聚合而成。微球的粒度大小与搅拌速度、单体和分散介质的用量比有密切关系，改变其中任何一个条件，都直接影响到成球粒度。搅拌速度快，成球粒度小，但速度增加到一定程度时，单体成珠滴的接触机会增多，易形成大颗粒。为了防止随反应的不断进行珠滴发生集结，加入适量的稳定剂，使珠滴表面形成稳定剂保护层。此外，还可加入电解质以增加珠滴与水界面的张力，使珠滴稳定，不产生结团现象。

经过多次反复试验，本发明合成微球的配方如下：

偏二氯乙烯    60～90    重量份

丙烯腈    10～40    ″

（以下成份按占单体重量百分比计算）

过氧化苯甲酰    0.1～1

石油醚或戊烷    10～30

明胶或聚乙烯醇（固体）    1.5～5

5%～25%的盐酸盐或硫

酸盐水溶液    300～600

上述配方中，还可用苯乙烯为单体代替偏二氯乙烯和丙烯腈。石油醚或戊烷是使微球内充有低沸点溶剂的主要成份，其作用是加热微球时，使微球产生膨胀。明胶或聚乙烯醇是稳定剂，盐酸盐或硫酸盐起增加珠滴与水界面张力的作用。

按照上述配方范围，合成微球的工艺是，把各种反应物加入反应釜内，在搅拌速度为500转/分～1440转/分、温度为78～95℃、充氮气0.5～2kg/cm²的条件下反应6～10小时。反应完成后，将反应物洗涤数次后，即得到含水量33%左右的微球产品。

为避免搅拌轴在密封搅拌情况下产生过热和反应物料的泄漏，本发明的搅拌装置上有冷却及密封装置。

本发明与美国专利介绍的合成微球方法相比较，设备简单、设计合理，操作安全、方便，工艺配方稳定，成品得率在80%以上（按单体加入量），产品合格率达到100%，没有任何环境污染。

实施例1、