[发明专利]微球

说明书

本发明涉及可热膨胀热塑性微球，其制备和用途。

发明背景

包含包封推进剂的热塑性聚合物壳的可膨胀热塑性微球以商标市售且在许多不同的应用中用作起泡剂。

在这类微球中，推进剂通常为沸点不高于热塑性聚合物壳的软化温度的液体。在加热时，推进剂蒸发以在壳软化同时提高内部压力，产生微球的明显膨胀。膨胀开始时的温度称为T_start，而达到最大膨胀时的温度称为T_max，可膨胀微球以各种形式，例如作为干自由流动颗粒、作为含水淤浆或者作为部分脱水的湿饼出售。

可膨胀微球可通过使烯属不饱和单体在推进剂的存在下聚合而制备。通常，单体主要包含具有一个碳-碳双键的单体以及少量具有两个或更多碳-碳双键的交联单体。各种可膨胀微球及其制备的详细描述可在例如美国专利3615972、3945956、4287308、5536756、6235800、6235394和6509384、6617363和6984347，美国专利申请公开US 2004/0176486和2005/0079352，EP 486080、EP 1230975、EP 1288272、EP 1598405、EP 1811007和EP 1964903，WO 2002/096635、WO 2004/072160、WO 2007/091960、WO 2007/091961和WO 2007/142593以及JP公开No.1987-286534和2005-272633中找到。

可膨胀微球的一个重要应用是作为起泡剂以加工聚合物材料，例如在注射模塑和挤出模塑中。在一些情况下，理想的是存在具有高膨胀温度与膨胀以后的高热稳定性的微球，例如当在长时间期间将微球与聚合物一起在高温下加工时。理想的还有存在具有宽膨胀窗使得微球可在不同的温度下使用而在加工期间不必再配制微球组合物的微球。这会使微球的最终使用者更自由地设计使特定材料的起泡最佳化的工艺条件。

EP 1508604、EP 1577359和EP 1964903公开了具有高膨胀温度的微球，其通过将显著量的甲基丙烯酸单体包含在聚合物壳中而制备。

即使可得到具有高膨胀温度的微球，甲基丙烯酸单体使制备方法复杂化。例如，甲基丙烯酸是高水溶性的，且工艺条件要求低pH、水相中大量盐和水溶性抑制剂以防止聚合物淤浆中聚集和结块。低pH和盐可导致聚合反应器中的腐蚀问题。高盐量还要求较高的水相/有机相比以便能够溶解盐，降低每批产生的微球量。

本发明的目的是提供具有高膨胀温度的可膨胀微球。

本发明的另一目的是提供具有宽膨胀窗的可膨胀微球。

本发明的又一目的是提供在高温下具有优异体积保持力的膨胀微球。

发明简述

令人惊讶地发现可通过提供其中聚合物壳是甲基丙烯酰胺和甲基丙烯腈作为主要组分的共聚物的可膨胀微球而满足这些目的中的至少一个。

本发明的一个方面涉及包含由烯属不饱和单体构成且包封推进剂的聚合物壳的可热膨胀热塑性微球，所述烯属不饱和单体包含21-80重量％甲基丙烯酰胺和20-70重量％甲基丙烯腈，甲基丙烯酰胺和甲基丙烯腈的总量为烯属不饱和单体的70-100重量％。

本发明的另一方面涉及制备可热膨胀微球的方法，所述方法包括使烯属不饱和单体在推进剂的存在下聚合以得到包含包封所述推进剂的聚合物壳的微球，所述烯属不饱和单体包含21-80重量％甲基丙烯酰胺和20-70重量％甲基丙烯腈，甲基丙烯酰胺和甲基丙烯腈的总量为烯属不饱和单体的70-100重量％。

本发明的又一方面涉及通过使本发明可膨胀微球膨胀而得到的膨胀微球。

本发明的另一方面涉及本发明可热膨胀微球作为起泡剂的用途。

本发明又一方面涉及包含热塑性聚合物基体和本发明可膨胀微球的可膨胀配制剂和该配制剂的制备。

下面更详细地描述这些和其它方面。

发明详述

烯属不饱和单体优选包含30-80重量％、31-80重量％、30-70重量％或40-60重量％甲基丙烯酰胺。此外，烯属不饱和单体优选包含30-65重量％、30-60重量％或40-60重量％甲基丙烯腈。

甲基丙烯酰胺和甲基丙烯腈的总量可以为烯属不饱和单体的80-100重量％，或者90或95重量％，且至多100重量％。