一种中空塑性颜料的制备方法

文档序号:9465861阅读:640来源:国知局
一种中空塑性颜料的制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种中空塑性颜料的制备方法。
【背景技术】
[0002]聚合物中空微球是一种具有特殊形态结构的功能材料,其空心部分可以是气体,也可以封装一些小分子物质,产生基于微观的“包裹”效应。由于聚合物壳层与空气之间具有较高的折光指数差,因此,一定尺寸的聚合物中空微球对光线有着特殊的遮挡和散射作用,并具有良好的绝热性和变形能力,已被应用于涂料、皮革等行业。
[0003]制备中空微球的主要方法有自组装法、模板法、乳液法和悬浮聚合方法。相比较而言,悬浮聚合法工艺简单、成本低、便于工业化生产且可以制备较大粒径的中空微球,最有实用价值,但需要合理搭配交联剂、致孔剂组成并严格控制合成工艺条件。目前,国内在此方面的研究报道还比较少。为此,本文进行了详细的实验研究,对影响微球结构形貌特征的主要因素进行了讨论,并以制成的聚合物中空微球为功能性填料,替代相同比例的钛白粉,考核了其在涂料中的特殊作
CN201210138993涉及聚苯乙烯中空微球的制备方法和应用,聚苯乙烯溶解在苯乙烯单体中配置油相,通过控制聚苯乙烯浓度来控制油相粘度,在W1/0/W2三重乳液中实现了苯乙烯单体的引发聚合、聚苯乙烯的析出固化等反应,从而形成具有中空结构的聚苯乙烯中空微球,以及该聚苯乙烯中空微球在钻井液和固井液中的应用。
[0004]CN201210048257公开了一种表面无渗透性低密度聚合物微球的制备方法,采用气态悬浮法,在含气状态下对聚合物多孔(或中空)微球的表面微孔进行封闭,使微球表面与核内的孔洞(或腔体)之间完全没有渗透性,因而可在保持低密度的前提下,使微球具有可长时间在溶液中漂浮的特性。采用本发明的方法,对不同孔体积率的聚合物多孔微(或中空)球进行封闭,可对微球的密度根据需要进行有效调节。此外,用本发明方法封闭的聚合物微球还具有良好的热绝缘、光散色、声绝缘、弹性和抗压强度等性能,使其在石油钻井添加剂、酸雾抑制、超声对比试剂、电极材料、涂料、粘结剂、造纸、通讯等领域具有广泛的应用前景。
[0005]CN201280012465提供了中空微球体,其包含:基于所述中空微球体所源自的进料组合物的总重量计至少45重量%的回收玻璃,其中所述中空微球体具有小于1.25g/cm3的密度,在20%体积减少时大于20MPa的强度并且具有基本上单一胞状结构。本发明还提供了中空微球体,其包含:回收玻璃和玻璃进料的共混物,其中所述中空微球体具有小于
1.25g/cm3的密度并且是由基本上不含添加的有效发泡剂的进料组合物制成的。本发明提供了制备中空微球体的方法。
[0006]CN201210040851公开了一种具有单孔中空结构的有机硅微球及其制备方法。该方法包括如下步骤:(I)将有机硅烷和含有氨基的有机硅烷进行混合得到有机硅烷混合物;所述有机硅烷为式RlxSi (0R2)y所示化合物中至少一种,所述含有氨基的有机硅烷为式R’ IxSi (0R2)y所示化合物中至少一种;(2)将所述有机硅烷混合物加入至溶剂中进行水解缩合反应即得产品;所述溶剂为水或水与有机溶剂的混合物。本发明提供的制备表面含氨基、具有单孔结构的中空有机硅微球的方法和由该方法所制得的有机硅烷微球,不使用催化剂,不涉及任何外加模板,工艺简单,条件温和,反应周期短,得到的有机硅微球具有中空结构,且中空微球的外壳上具有贯穿的单孔,不需要对颗粒进行表面改性即具有可反应的活性基团氨基。
[0007]CN201110150863涉及一种以苯乙烯,丙烯酸脂类为单体合成中空聚合物,并通过溶胶-凝胶法包覆各类无机矿物质的制备方法。其制备方法如下:首先通过乳液聚合合成聚合物核,然后在聚合物核上通过种子聚合形成聚合物中间体,最后在中间体上通过种子聚合形成聚合物壳层,之后通过碱处理形成中空微球;在中空微球基础上通过溶胶-凝胶法包裹无机酸矿物盐或有机硅氧烷等无机矿物质。本发明不需要通过有机溶剂溶解、强酸强碱蚀刻或者高温煅烧去除中空微球模板,制备过程安全,操作简便,并可通过改变核、壳原料来获得不同化学组成的中空微球,通过不同无机矿物质的改性可以提高中空微球在不同场合中的应用。
[0008]CN201010280611公开了一种水性印花涂料用遮盖性中空微球乳液的制备方法,该方法是以阴离子和非离子相结合的复合表面活性剂体系为乳化剂,采用丙烯酸系单体或不饱和单体进行多阶段种子乳液聚合方法,以过硫酸盐为引发剂,在65-100°C条件下进行自由基多步控制共聚反应和碱处理,制备了乳胶粒内层为带亲水性官能团的聚合物,中间层为轻度交联的复式结构,最外层为较高玻璃化温度的多层核壳中空微球乳液。本发明方法制备的遮盖性中空微球乳液用于水性印花涂料的配制,具有良好的遮盖性,可以全部或部分取代无机颜料,印花涂层具有光泽度高,手感及色鲜艳度好,色牢度和水洗牢度佳,与印花乳液胶粘剂的相容性好、易分散等优点。
[0009]本发明先制备种子乳液,以种子为模板制备核,在核的外面包一层壳,核中含羧基,能与碱反应生成水而使核溶胀,核的玻璃化温度比壳低,所以,在核壳的玻璃化温度之间进行碱溶胀,就可以得到中空聚合物微球。

【发明内容】

[0010]一种中空塑性颜料的制备方法,其特征在于,首先制备种子乳液,种子乳液的制备方法是:将200重量份水、100~120重量份苯乙烯、0.2-0.5重量份碳酸氢钠、0.5-1.5重量份十二烷基苯磺酸钠乳化剂和I重量份过硫酸铵引发剂进行混合并搅拌均匀,然后加热至温度为70°C,并保温2小时,得到种子乳液;
以种子乳液为模板制备核层,核层的制备方法是:将100重量份水、5~10重量份种子乳液、0.5-1.5重量份十二烷基苯磺酸钠乳化剂和0.5重量份过硫酸铵引发剂进行混合并搅拌均匀,然后加热至温度为80°C,并在不断搅拌的情况下将100~120重量份核层混合单体和100~120重量份过硫酸铵水溶液同时滴加进去,核层混合单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸按重量份1:1:1混合而成,过硫酸铵水溶液的重量百分浓度为1%,控制滴加速度使其同时加完,滴加时间控制在2~3小时,得到核层乳液;
在核层的表面包覆一层壳层,壳层的制备方法是:核层乳液制备完成之后,保持温度和搅拌条件不变,将100~120重量份壳层混合单体和100~120重量份过硫酸铵水溶液同时滴加进去,壳层混合单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、二乙烯基苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸按重量份1:1:0.02:0.02:0.04混合而成,过硫酸铵水溶液的重量百分浓度为1%,控制滴加速度使其同时加完,滴加时间控制在2~3小时,得到核壳乳液;
升温至85°C,用20%的NaOH水溶液调pH至9,并保温I小时,得到中空塑性颜料。
【具体实施方式】
[0011]实施例1
将200克水、100克苯乙烯、0.2克碳酸氢钠、0.5克十二烷基苯磺酸钠乳化剂和I克过硫酸铵引发剂加入到500毫升烧瓶中,开启搅拌混合并搅拌均匀,然后加热至温度为70°C,并保温2小时,得到种子乳液。
[0012]将100克水、5克种子乳液、0.5克十二烷基苯磺酸钠乳化剂和0.5克过硫酸铵引发剂加入到1000毫升烧瓶中,开启搅拌混合并搅拌均匀,然后加热至温度为80°C,将120克核层混合单体和100克重量百分浓度为1%过硫酸铵水溶液同时滴加进去,核层混合单体为丙烯酸丁酯40克、甲基丙烯酸甲酯40克、甲基丙烯酸40克混合而成,控制滴加速度使其同时加完,滴加时间为2小时,得到核层乳液。
[0013]保持温度和搅拌条件不变,将104克壳层混合单体和100克重量百分浓度为1%过硫酸铵水溶液同
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