一种合成热膨胀性高分子微球的方法与流程

本发明涉及高分子材料，特别涉及一种合成热膨胀性高分子微球的方法。

背景技术：

1、现有技术中悬浮聚合法在鞋材发泡剂的生产中的应用表现出了一些局限性，特别是在生产效率和成本控制方面。丙烯酸树脂微球作为鞋材发泡剂时，其质量直接关系到最终产品的性能，如鞋底的缓冲性、稳定性和耐久性。然而，传统的聚合技术包括多个阶段的化学处理，这些包括单体的精确乳化、引发剂的计量添加、以及严格的温度控制和长时间的加热与冷却周期。这些步骤不仅增加了材料成本，也降低了生产的能效。

2、针对鞋材发泡剂的特定要求，粒径分布尤为关键，因为它直接影响到发泡剂在鞋底材料中的分散均匀性和最终的物理特性。过大的微球可能导致鞋材密度不均，而过小的微球可能会在发泡过程中造成不一致的孔洞结构，这两者都会对穿着舒适度和鞋材的耐用性产生负面影响。因此，粒径控制在一定范围内，例如75-110μm，对于满足特定性能标准至关重要。

技术实现思路

1、本发明提供了一种合成热膨胀性高分子微球的方法，通过优化反应条件和原料配比，实现了粒径分布更窄、产物更一致的高分子微球，简化了传统多阶段工艺，缩短了生产周期，降低了成本。

2、本发明提供了一种合成热膨胀性高分子微球的方法，包括：

3、s1、配置油相：按照油相配方依次混合聚合物单体，并与交联剂和引发剂混合，形成油相；

4、s2、配置水相：水相包含稳定剂和添加剂，以形成稳定的乳液体系；

5、s3、聚合反应：在特定设计的反应釜中，精确控制油相和水相的注入比率，同时调节温度至60℃下进行反应，保持搅拌速率在400-600rpm，确保快速均匀的聚合；

6、s4、微球收集：聚合反应后，通过改进的过滤洗涤步骤，去除未反应的单体和副产品，干燥得到的产品。

7、进一步地，步骤s1具体包括：

8、s11、选取一个预先干燥的500毫升反应瓶；

9、s12、量取20g丙烯腈、6给甲基丙烯酸甲酯、8g甲基丙烯酸、14g异戊烷、0.8g aibn；

10、s13、搅拌均匀。

11、进一步地，步骤s2具体包括：

12、s21、选取一个容量为500毫升的玻璃烧瓶；

13、s22、量取1g pva、200g水、0.05g十二烷基硫酸钠、1g氯化镁、1g氢氧化镁、4g氯化钠，慢慢加入到烧瓶中，在室温下搅拌直至完全溶解。

14、进一步地，步骤s3中，反应釜的准备包括：

15、反应釜为5升容量，内壁涂覆有聚四氟乙烯抗粘附层；反应釜的液体入口管道和气体入口管道分别连接到水相和油相的储存容器，确保物料能够连续且均匀地进入反应釜。

16、进一步地，步骤s3中，乳液聚合包括：

17、启动搅拌器，设定转速为600rpm，开始缓慢注入水相和油相，确保两相在反应釜中迅速形成乳液；同时，设置温度控制器保持釜内温度稳定在60℃，即优化的聚合温度，有利于聚合反应的进行。

18、进一步地，步骤s3中，聚合反应包括：

19、在设定的反应条件下，聚合反应持续进行16小时，反应过程中定期监测反应釜内的压力和温度，确保反应稳定进行。

20、进一步地，步骤s4中，过滤和收集包括：

21、s41、反应完成后，搅拌器停止工作，慢慢打开反应釜底部的过滤出口；

22、s42、通过精细的过滤网收集聚合后的微球，过滤网的孔径为200微米，以确保只有合格的微球可以通过；

23、s43、收集的微球转移到洗涤容器中，使用乙醇和蒸馏水进行洗涤，去除任何未反应的单体和可能的残留引发剂；

24、s44、通过温和的热风干燥得到最终的高分子微球产品，干燥过程中温度控制在50℃，以保持微球的完整性和热膨胀性。

25、本发明的有益效果为：

26、1、提高生产效率，本发明的技术通过优化反应釜设计和反应条件，显著缩短了反应时间；相较于传统技术，预估聚合反应时间减少了30-50％，从而提高整个生产流程的吞吐量。

27、2、成本降低，简化的后处理工艺减少了所需的洗涤剂和过滤材料，以及相关的能耗，预计降低了生产成本约20-30％。

28、3、产品质量提升，通过控制聚合条件，得到的微球粒径均一性高，粒径分布窄，在75-110μm范围内的产品占比超过90％，显著优于传统产品的60-70％范围，提高了产品的市场竞争力。

29、4、环境影响降低，由于反应体系的优化，减少了废物的产生和排放，对环境的影响较小，有助于实现绿色制造目标。

30、5、绿色环保效益，本技术减少使用有机溶剂的需求，因为优化的乳液聚合过程降低了有机相的比例，并且减少了反应过程中的挥发性有机化合物(vocs)排放。同时，减少的反应副产品和废料也意味着较低的处理和处置成本。此外，使用的原料和生产过程符合可持续发展和环境管理的最新标准，进一步强化了其在生态友好型产品开发中的应用潜力，通过减轻环境负担，支持行业向更可持续的生产方式转变。

技术特征：

1.一种合成热膨胀性高分子微球的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的合成热膨胀性高分子微球的方法，其特征在于，步骤s1具体包括：

3.根据权利要求1所述的合成热膨胀性高分子微球的方法，其特征在于，步骤s2具体包括：

4.根据权利要求1所述的合成热膨胀性高分子微球的方法，其特征在于，步骤s3中，反应釜的准备包括：

5.根据权利要求1所述的合成热膨胀性高分子微球的方法，其特征在于，步骤s3中，乳液聚合包括：

6.根据权利要求1所述的合成热膨胀性高分子微球的方法，其特征在于，步骤s3中，聚合反应包括：

7.根据权利要求1所述的合成热膨胀性高分子微球的方法，其特征在于，步骤s4中，过滤和收集包括：

技术总结
本发明涉及高分子材料技术领域，公开了一种合成热膨胀性高分子微球的方法，包括：配置油相：按照油相配方依次混合聚合物单体，并与交联剂和引发剂混合，形成油相；配置水相：水相包含稳定剂和添加剂，以形成稳定的乳液体系；聚合反应：在特定设计的反应釜中，精确控制油相和水相的注入比率，同时调节温度至60℃下进行反应，保持搅拌速率在400‑600rpm，确保快速均匀的聚合；微球收集：聚合反应后，通过改进的过滤洗涤步骤，去除未反应的单体和副产品，干燥得到的产品。本发明通过优化反应条件和原料配比，实现了粒径分布更窄、产物更一致的高分子微球，简化了传统多阶段工艺，缩短了生产周期，降低了成本。

技术研发人员：李静,叶海厅
受保护的技术使用者：贵州韩洋新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11