一种丙烯酸树脂热膨胀物理发泡微球及辐照制备方法技术

本发明专利技术属于高分子辐照聚合领域，具体涉及一种丙烯酸树脂热膨胀物理发泡微球及辐照聚合制备方法。本发明专利技术以甲基丙烯酸甲酯为主单体，以甲基丙烯酸二环戊基酯、N

【技术实现步骤摘要】
一种丙烯酸树脂热膨胀物理发泡微球及辐照制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子辐照聚合领域，主要是一种丙烯酸树脂热膨胀物理发泡微球及辐照制备方法。

技术介绍

[0002]热膨胀物理发泡微球是一种具有核壳结构的、加热到一定温度后能膨胀发泡的微球颗粒，内核含低沸点烷烃作为发泡剂，外壳为热塑性高分子聚合物。当外部加热温度高于热塑性高分子外壳的玻璃化转变温度时，聚合物壳层受热软化，同时内部低沸点的烷烃受热汽化产生内压力，在内部压力作用下，微球迅速发生膨胀，体积显著增大。冷却后温度降低到聚合物玻璃化转变温度之下，微球仍然可以保持膨胀形态，不会发生明显的回缩。国内热膨胀物理发泡微球的研究起步较晚，主要都是以化学引发悬浮共聚方式制备热膨胀物理发泡微球。丁婉等制备了含丙烯腈与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GAM)的高温物理发泡微胶囊。2012年缪克存等合成含丙烯腈与N,N
‑
二甲基丙烯酰胺(DMAA)热膨胀性微球。2013年朱效杰等报告了含丙烯腈、甲基丙烯酸(MAA)的高温发泡微球的合成方法及其发泡性能研究。纪立军等专利技术了以丙烯腈与丙烯酸甲酯(MA)为主单体合成热膨胀微球的方法(CN 104140549A)。2016年王捷等用悬浮聚合法制备了物理热膨胀发泡微球。在国内外现有的热膨胀物理发泡微球技术中，大多采用化学引发、40
‑
100℃加压悬浮聚合工艺(如CN106832110A,CN107915799A,CN104014287B,CN108314756A,CN103665419B,CN103665419A,CN102633936B所公布的技术)，存在工艺复杂、反应能耗高、过氧化物引发剂安全系数低等问题，也给企业增加了生产成本，这些问题一定程度上阻碍了国内高质量热膨胀物理发泡微球的大规模工业化生产。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种丙烯酸树脂热膨胀物理发泡微球及辐照制备方法。
[0004]本专利技术的目的是通过如下技术方案来完成的。一种丙烯酸树脂热膨胀物理发泡微球，所述微球质量比配方为：聚甲基丙烯酸甲酯170
‑
190份，聚甲基丙烯酸二环戊基酯5
‑
30份，聚N
‑
乙基丙烯酰胺1
‑
5份，发泡剂50
‑
80份，交联剂0.2
‑
4份，辐射剂量5
‑
80KGy。
[0005]本专利技术公开了一种丙烯酸树脂热膨胀物理发泡微球的辐照聚合制备方法，该方法包括如下步骤：
[0006](1)将甲基丙烯酸甲酯170
‑
190份，甲基丙烯酸二环戊基酯5
‑
30份，N
‑
乙基丙烯酰胺1
‑
5份，发泡剂50
‑
80份，交联剂0.2
‑
4份在0℃下混合均匀，制成油相溶液，将氮气通入油相溶液中鼓泡除氧5分钟；
[0007](2)在1600
‑
3000份去离子水中溶入其质量比0.5％的聚乙烯醇1788，5.0
‰
的OP
‑
10和5.0％的氯化钠，充分搅拌直到完全溶解，制成水相溶液，将氮气通入水相溶液中鼓泡除氧10分钟；
[0008](3)将带机械搅拌的不锈钢反应器抽真空然后充氮气排除反应体系中的空气，在氮气保护下将步骤(2)中的水相加入反应器，再加入步骤(1)中的油相；开启搅拌，控制转速200
‑
800rpm，在电子加速器下辐照5
‑
30min，然后保持反应体系常温下聚合反应4
‑
22小时后停止反应；
[0009](4)打开反应器，取出反应产物进行离心分离，用去离子水进行洗涤后再离心分离，重复三次，常温干燥后即得的丙烯酸热膨胀树脂物理发泡微球。
[0010]更进一步的，所用发泡剂为正戊烷、异戊烷、环己烷、新戊烷、异己烷、正己烷中的一种或任意两种及两种以上的组合物。
[0011]更进一步的，所用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组合物。
[0012]更进一步的，所述电子加速器参数设置为电子束能量10MeV，束流1.5
‑
2mA，额定功率15
‑
20KW。
[0013]更进一步的，所述聚合反应搅拌速率为200
‑
800rpm。
[0014]本专利技术的有益效果为：本专利技术旨在依托常温、常压辐照聚合工艺，以甲基丙烯酸甲酯为主要单体，通过与甲基丙烯酸二环戊基酯以及少量N
‑
乙基丙烯酰胺单体共聚，在常温、常压条件下进行聚合反应，避开升温加压聚合工艺的缺点，制备了基于丙烯酸树脂的发泡性能稳定的热膨胀物理发泡微球，具有单体利用率高、无需加入过氧化物引发剂、反应温度低、所用设备以及生产工艺简单操作方便的特点。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的微球发泡前后对比照片示意图。
具体实施方式
[0016]下面将结合附图对本专利技术做详细的介绍：
[0017]实验步骤：
[0018]I.实验原料处理：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸二环戊基酯以及N
‑
乙基丙烯酰胺三种单体均采用减压蒸馏提纯，密封后存于冰箱内备用。
[0019]II.聚合反应步骤：
[0020](1)将甲基丙烯酸甲酯170
‑
190份，甲基丙烯酸二环戊基酯5
‑
30份，N
‑
乙基丙烯酰胺1
‑
5份，发泡剂50
‑
80份，交联剂0.2
‑
4份在0℃下混合均匀，制成油相溶液，将氮气通入油相溶液中鼓泡除氧5分钟。
[0021](2)在1600
‑
3000份去离子水中溶入其质量比0.5％的聚乙烯醇1788，5.0
‰
的OP
‑
10和5.0％的氯化钠，充分搅拌直到完全溶解，制成水相溶液，将氮气通入水相溶液中鼓泡除氧10分钟。
[0022](3)将带机械搅拌的不锈钢反应器抽真空然后充氮气排除反应体系中的空气。在氮气保护下将步骤(2)中的水相加入反应器，再加入步骤(1)中的油相。开启搅拌，控制转速200
‑
800rpm，在电子加速器下辐照5
‑
30min，然后保持反应体系常温下反应4
‑
22小时后停止反应。
[0023]III.聚合产品处理：打开反应器，取出反应产物进行离心分离，用去离子水进行洗
涤后再离心分离，重复三次，常温干燥后即得的丙烯酸树脂物理发泡微球。
[0024]表征与测试：
[0025]IV.微球发泡前后形态观察：取少量干燥后的微球产物置于热台显微镜的载玻片上，调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸树脂热膨胀物理发泡微球，其特征在于：所述微球质量比配方为：聚甲基丙烯酸甲酯170
‑
190份，聚甲基丙烯酸二环戊基酯5
‑
30份，聚N
‑
乙基丙烯酰胺1
‑
5份，发泡剂50
‑
80份，交联剂0.2
‑
4份，辐射剂量5
‑
80KGy。2.一种丙烯酸树脂热膨胀物理发泡微球的辐照制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：(1)将甲基丙烯酸甲酯170
‑
190份，甲基丙烯酸二环戊基酯5
‑
30份，N
‑
乙基丙烯酰胺1
‑
5份，发泡剂50
‑
80份，交联剂0.2
‑
4份在0℃下混合均匀，制成油相溶液，将氮气通入油相溶液中鼓泡除氧5分钟；(2)在1600
‑
3000份去离子水中溶入其质量比0.5％的聚乙烯醇1788，5.0
‰
的OP
‑
10和5.0％的氯化钠，充分搅拌直到完全溶解，制成水相溶液，将氮气通入水相溶液中鼓泡除氧10分钟；(3)将带机械搅拌的不锈钢反应器抽真空然后充氮气排除反应体系中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海贤，吴超，魏增，
申请(专利权)人：杭州海虹精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：