低溫?zé)崤蛎浳⑶虻闹谱鞣椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明涉及低溫?zé)崤蛎浳⑶?。本發(fā)明由不飽和烯屬類單體聚合得到的外殼包裹惰性碳?xì)浠衔铮霾伙柡拖兕悊误w由丙烯腈、丙烯酸酯類和乙酸乙烯酯單體組成，以所屬烯屬類不飽和單體的總質(zhì)量為100wt％為計算基準(zhǔn)，丙烯腈占40wt％～80wt％，丙烯酸酯類占5wt％～55wt％，乙酸乙烯酯占1wt％～40wt％。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的易造成污染、增加了生產(chǎn)成本、不利于微球發(fā)泡等缺陷。本發(fā)明是一種不含鹵素且在低壓甚至常壓下就能合成出的并且具有較好的發(fā)泡能力的低溫?zé)崤蛎浳⑶?，且無污染、成本低。
【專利說明】低溫?zé)崤蛎浳⑶?br>
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種化工產(chǎn)物，特別涉及低溫?zé)崤蛎浳⑶颉?br>
【背景技術(shù)】
[0002] 低溫?zé)崤蛎浳⑶蚴侵赣删酆衔锿鈿ぐ栊蕴細(xì)浠衔镄纬傻木哂泻藲そY(jié)構(gòu)的 顆粒。當(dāng)微球受熱至一定程度時，聚合物外殼軟化，內(nèi)部包裹的碳?xì)浠衔锓序v產(chǎn)生的氣壓 促使微球膨脹，而當(dāng)停止受熱后，微球仍然保持膨脹的狀態(tài)。
[0003] 在本發(fā)明作出之前，目前合成低溫?zé)崤蛎浳⑶蛑饕Y(jié)合以下兩種方法：一是添加 較多玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低的聚合物單體，如偏氯乙烯；二是采用低沸點的碳?xì)浠衔?，如?丁烷。然而，偏氯乙烯的大量添加不僅易造成污染，也不符合當(dāng)前環(huán)保型經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā) 展。另外在反應(yīng)過程中需要耐高壓容器并且施加高壓以減少低沸點碳?xì)浠衔锏膿]發(fā)，這 不僅增加了生產(chǎn)成本，也增加了生產(chǎn)過程中的風(fēng)險，同時低沸點烷烴在微球膨脹過程中更 容易穿過聚合物外殼，這對于微球發(fā)泡是不利的。
[0004] 因此，提供一種不含鹵素且在低壓甚至常壓就能合成出低溫低溫?zé)崤蛎浳⑶虿⑶?具有較好的發(fā)泡能力成為本發(fā)明需要解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供低溫?zé)崤蛎浳⑶颉?br> [0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0007] 低溫?zé)崤蛎浳⑶?，其主要技術(shù)特征在于是由不飽和烯屬類單體聚合得到的外殼 包裹惰性碳?xì)浠衔?；其中，所述不飽和烯屬類單體由丙烯腈、丙烯酸酯類和乙酸乙烯酯 單體組成；以所屬烯屬類不飽和單體的總質(zhì)量為l〇〇wt%為計算基準(zhǔn)，丙烯腈占40wt%? 80wt%，丙烯酸酯類占5wt%?55wt%，乙酸乙烯酯占 lwt%?40wt%。
[0008] 所述不飽和烯屬類單體含有45wt%?75wt%的丙烯腈。
[0009] 所述不飽和烯屬類單體含有10wt %?40wt %的丙烯酸酯類，含量最優(yōu)在 15wt % ?35wt %。
[0010] 所述丙烯酸酯類包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙 酯、丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸丁酯中的至少一種。
[0011] 所述丙烯酸酯類優(yōu)選甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯及丙烯酸丁 酯。
[0012] 所述的乙酸乙烯酯含量最優(yōu)在5wt%?35wt%。
[0013] 所述的碳?xì)浠衔飪?yōu)選沸點高于50°C的烷烴。
[0014] 所述的碳?xì)浠衔飪?yōu)選正己烷、異己烷、正庚烷、異庚烷及異辛烷中的至少一種，
[0015] 所述碳?xì)浠衔镎枷兕惒伙柡蛦误w的總質(zhì)量的10wt%?40wt%。
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)點和效果在于一種不含鹵素且在低壓甚至常壓下就能合成出的并且 具有較好的發(fā)泡能力的低溫?zé)崤蛎浳⑶颉?br> [0017] 本發(fā)明的其他具體優(yōu)點和效果將在下面繼續(xù)說明。

【具體實施方式】
[0018] 本發(fā)明所提供的低溫?zé)崤蛎浳⑶?，是由烯屬類不飽和單體聚合而成的聚合物外 殼包裹惰性碳?xì)浠衔镄纬傻木哂泻藲そY(jié)構(gòu)的顆粒，其中所述不飽和烯屬類單體由丙烯 腈、丙烯酸酯類、乙酸乙烯酯和丙烯酸類單體組成，以所屬烯屬類不飽和單體的總質(zhì)量為 lOOwt%為計算基準(zhǔn)，丙烯腈占45wt%?75wt%，丙烯酸酯類占15wt%?35wt%，乙酸乙 烯酯占5wt %?35wt %。其中，丙烯酸酯類必定含有丙烯酸甲酯，碳?xì)浠衔飪?yōu)選正己烷、 異己烷、正庚烷、異庚烷及異辛烷中的至少一種，含量優(yōu)選占烯屬類不飽和單體的總質(zhì)量 10wt % ?40wt %。
[0019] 本發(fā)明采用的方法即在密封容器內(nèi)進(jìn)行懸浮聚合，通過劇烈攪拌，將油相均勻分 散于水相中，而為了使液滴能穩(wěn)定存在于水相中，水相中應(yīng)加入適量的分散劑及其它助劑。
[0020] 對于分散劑，本發(fā)明并沒有的規(guī)定，優(yōu)選一種或幾種固態(tài)的膠體分散劑，不同的分 散劑適用的pH范圍不同。例如，如果分散劑選自金屬如Ca、Mg、Ba、Zn、Ni和Mu的鹽、氧化 物或者氫氧化物（磷酸鈣、碳酸鈣、氧化鎂、氫氧化鎂、草酸鈣，和Zn、Ni和Mu的氫氧化物中 一種或多種），則pH值優(yōu)選5?12,最優(yōu)選6?10,。如果分散劑選自淀粉、甲基纖維素、羥 丙基甲基纖維素、羧基甲纖維素、膠瓊脂、二氧化硅、膠體粘土或者鋁或者鐵的氧化物或者 氫氧化物，則pH優(yōu)選1?6,最優(yōu)選3?5。
[0021] 對于分散劑的用量，優(yōu)選為占混合油相的0. lwt %?50wt %，最優(yōu)選為占混合油 相的 2wt % ?40wt %。
[0022] 對于其它助劑，本發(fā)明并沒有特別的限定，這包括助分散劑、抑制劑及電解質(zhì)。對 于助分散劑，可以選擇如下物質(zhì)中的一種或者多種：水溶性磺化聚苯乙烯，藻酸鹽，羧甲基 纖維素，四甲基氫氧化銨或氯化銨或水溶性絡(luò)合樹脂胺縮合產(chǎn)物，例如二乙醇胺和己二酸 的水溶性縮合產(chǎn)物、氧化乙烯，聚乙烯基吡咯烷酮，聚乙烯胺，明膠蛋白等，一些歸類為乳化 劑的例子材料，例如皂、烷基硫酸鹽和磺酸鹽和長鏈季銨化合物，助分散劑加入量為聚合單 體的O.OOlwt%?lwt% ;對于抑制劑，可以是亞硝酸堿金屬鹽，重鉻酸鹽，氯化錫，氯化鐵， 水溶性抗壞血酸類及其衍生物等游離基抑制劑，其用量一般為聚合單體的〇.〇〇〇lwt%? 0. lwt% ;對于電解質(zhì)，可選自：氯化鋰，氯化鈉，氯化鉀，氯化鎂，氯化鈣，碳酸氫鈉，硫酸鋰， 硫酸鈉，硫酸鎂，硫酸銨，碳酸鈉或者安息香酸等的一種或幾種，對于電解質(zhì)的加入量，沒有 特別的限定，但相對于分散劑，電解質(zhì)的用量一般為分散劑用量的〇. lwt%?50wt%。
[0023] 對于引發(fā)劑的選擇，本發(fā)明沒有特別的限定，可以是過氧化物、偶氮化合物等，也 可以是一種或兩種以上混合引發(fā)劑，舉例如下：過氧化二苯甲酸、過氧化二碳酸二乙酯、 過氧化二苯甲酸、過氧化二碳酸二仲丁基酯、過氧化二碳酸二芐酯、苯甲酰過氧化物；2， 2'_偶氮二異丁腈、2,2'偶氮雙（2,4_二甲基戊腈）、2,2'_偶氮雙（2-丙酸甲酯）、2,2'_偶 氮雙（2-甲基丁腈）、2,2' -偶氮雙（4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈）等。
[0024] 對于引發(fā)聚合的溫度，這取決于所選用的引發(fā)劑，本發(fā)明推薦的溫度是50°C? 95°C，更優(yōu)選的溫度為55°C?85°C。
[0025] 對于聚合反應(yīng)時的壓力，優(yōu)選表壓為0. IMPa?3MPa，特別優(yōu)選表壓為0. IMPa? IMPa。
[0026] 對于交聯(lián)劑的選擇，本發(fā)明沒有特別的限定，可以是以下物質(zhì)的一種或幾種：二乙 烯基苯、乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、二（乙二醇）二（甲基）丙烯酸酯、三乙二醇二（甲 基）丙烯酸酯、丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、1，4_ 丁二醇二（甲基）丙烯酸酯、1，6_己二醇 二（甲基）丙烯酸酯、甘油二（甲基）丙烯酸酯、1，3_丁二醇二（甲基）丙烯酸酯、新戊二醇 二（甲基）丙烯酸酯、1，10-癸二醇二（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇三（甲基）丙烯酸酯、季 戊四醇四（甲基）丙烯酸酯、二季戊四醇六（甲基）丙烯酸酯、三烯丙基縮甲醛三（甲基） 丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三羥甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、三丁二醇二（甲基）丙 烯酸酯、PEG#200二（甲基）丙烯酸酯、PEG#400二（甲基）丙烯酸酯、PEG#600二（甲基） 丙烯酸酯、3-丙烯酰氧基二醇單丙烯酸酯、三酰基縮甲醛、三烯丙基異氰酸酯、三烯丙基異 氰脲酸酯、二乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚、二乙二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、四 乙二醇二乙烯基醚等。
[0027] 交聯(lián)劑的用量是不飽和烯屬類單體用量的0. Olwt%?5wt%，最優(yōu)用量是不飽和 烯屬類單體用量的〇· lwt%?3wt%。
[0028] 本發(fā)明所提供的熱塑性可膨脹微球可用于造紙，印刷油墨（例如水基油墨、溶劑 基油墨、塑料溶膠等），密封劑，粘土，粘合劑，涂料，人造革，真皮，紙和板，用于各種材料例 如紙、板、塑料、金屬和織物的涂料（如防滑涂料等），爆炸物，電纜絕緣層，熱塑性塑料（如 聚乙烯、聚氯乙烯和乙烯-乙酸乙烯酯）或熱塑性彈性體（如苯乙烯-乙烯-苯乙烯共聚 物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、熱塑性聚氨酯和熱塑性聚烯烴），苯乙烯-丁二烯橡 膠，天然橡膠，硫化橡膠，硅橡膠，熱固性聚合物（如環(huán)氧樹脂、聚氨酯和聚酯）等領(lǐng)域。
[0029] 本發(fā)明將通過以下實例來進(jìn)一步闡述。除非另有說明，所有份數(shù)和百分率是以重 量計的份數(shù)和百分率。
[0030] 微球的粒徑分布通過粒度分析儀BT-9300H測量，結(jié)果包括微球平均粒徑及粒徑 分布離散度 span，span = (D90_D10)/D50。
[0031] 微球的熱膨脹性能通過熱機(jī)械分析儀測量，溫度范圍為20°C?350°C，升溫速率 為15°C /min，載荷（凈）0.06N。為微球開始膨脹的溫度，1*±為微球膨脹至最大時的 溫度（即探針位移達(dá)到最大時的溫度），D max是溫度達(dá)到時探針的位移。
[0032] 微球中推進(jìn)劑的含量通過熱重分析儀測量，溫度范圍為20°C?800°C，氮氣氛圍， 升溫速率為15 °C /分鐘。
[0033] 實施例1 :
[0034] 500ml三口燒瓶中加入270g去離子水，10g氫氧化鈉,30g六水合氯化鎂,4glwt% 十二烷基硫酸鈉-水溶液，35g氯化鈉，1000r/min劇烈攪拌半小時，得到水相保護(hù)液。
[0035] 在燒杯中加入丙烯腈60g，甲基丙烯酸甲酯2g，丙烯酸甲酯30g，丙烯酸丁酯lg，醋 酸乙烯酯l〇g，正己烷25g，偶氮二異丁腈1. 8g，乙二醇二甲酸丙烯酸酯0. 42g，均勻混合，得 到油相。
[0036] 將油相加入水相保護(hù)液中，1000r/min攪拌20分鐘，得到粒徑10?50 μ m的穩(wěn)定 液滴，升溫至60°C?70°C，通氮氣置換其中的空氣，密封，常壓反應(yīng)20小時，得到懸浮液，鹽 酸洗滌，抽濾，50°C干燥得到熱膨脹微球。
[0037] 實施例2 :
[0038] 在實施例1的基礎(chǔ)上，將油相換成丙烯腈60g，甲基丙烯酸甲酯2g，丙烯酸甲酯 l〇g，丙烯酸丁酯lg，醋酸乙烯酯30g，正己烷25g，偶氮二異丁腈1. 8g，乙二醇二甲酸丙烯酸 酯 〇· 42g。
[0039] 實施例3 :
[0040] 在實施例1的基礎(chǔ)上,將油相換成成丙烯腈60g,丙烯酸甲酯30g,醋酸乙烯酯10g, 正己烷15g，異辛烷10g，偶氮二異丁腈1. 8g，乙二醇二甲酸丙烯酸酯0. 42g。
[0041] 實施例4:
[0042] 在實施例1的基礎(chǔ)上，將油相換成成丙烯腈70g，丙烯酸甲酯30g，醋酸乙烯酯10g， 正己烷25g，偶氮二異丁腈1. 8g，乙二醇二甲酸丙烯酸酯0. 42g。
[0043]

【權(quán)利要求】
1. 低溫?zé)崤蛎浳⑶?，其特征在于是由不飽和烯屬類單體聚合得到的外殼包裹惰性碳?xì)?化合物；其中，所述不飽和烯屬類單體由丙烯腈、丙烯酸酯類和乙酸乙烯酯單體組成；以所 屬烯屬類不飽和單體的總質(zhì)量為l〇〇wt%為計算基準(zhǔn)，丙烯腈占40wt%?80wt%，丙烯酸 酯類占5wt %?55wt %，乙酸乙烯酯占 lwt %?40wt %。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫?zé)崤蛎浳⑶颍涮卣髟谟谒霾伙柡拖兕悊误w含有 45wt%?75wt%的丙烯腈。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫?zé)崤蛎浳⑶颍涮卣髟谟谒霾伙柡拖兕悊误w含有 10wt%?40wt%的丙烯酸酯類，含量最優(yōu)在15wt%?35wt%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的低溫?zé)崤蛎浳⑶颍涮卣髟谟谒霰┧狨ヮ惏ū┧峒?酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸丁酯中的至 少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫?zé)崤蛎浳⑶颍涮卣髟谟谒霰┧狨ヮ悆?yōu)選甲基丙烯 酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯及丙烯酸丁酯中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫?zé)崤蛎浳⑶?，其特征在于所述的乙酸乙烯酯含量最?yōu)在 5wt% ?35wt%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫?zé)崤蛎浳⑶?，其特征在于所述的碳?xì)浠衔飪?yōu)選沸點高 于50°C的烷烴。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫?zé)崤蛎浳⑶?，其特征在于所述的碳?xì)浠衔飪?yōu)選正己 烷、異己烷、正庚烷、異庚烷及異辛烷中的至少一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫?zé)崤蛎浳⑶?，其特征在于碳?xì)浠衔镎枷兕惒伙柡蛦?體的總質(zhì)量的l〇wt%?40wt%。
【文檔編號】C08F220/14GK104140549SQ201410362782
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】紀(jì)立軍, 姜亞帥, 劉竹青, 梁隔 申請人:揚州大學(xué)