[发明专利]一种聚酰亚胺改性丙烯酸树脂高效热膨胀微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺改性丙烯酸树脂高效热膨胀微球及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

技术背景

热膨胀微球是微胶囊的一种，是指由聚合物外壳包裹发泡剂内核形成的具有核壳结构的颗粒。微球受热至聚合物软化点时，内部发泡剂产生的蒸汽压使微球膨胀，冷却后，微球会保持发泡状态。由于其质轻及均一发泡的特性，膨胀后的微球在隔热、隔声、减重、减震等方面具有广泛应用，因而热膨胀微球也受到广泛的研究。目前热膨胀微球的制备方法主要有两种，一是先通过悬浮等聚合方法制得聚合物微球，然后再浸渍发泡剂；二是通过发泡剂存在下的悬浮或细乳液等聚合方法直接制得包覆发泡剂的聚合物微球。丙烯酸酯、丙烯腈等是制备热膨胀聚合物微球的常用单体。

纪立军通过在丙烯腈、丙烯酸甲酯聚合体系中添加乙酸乙烯酯为第三单体，以正己烷为发泡剂，在常压下采用悬浮聚合制备了低温热膨胀微球，结果表明，合成的热膨胀微球具有良好低温发泡性能，丙烯腈添加份数增到7时微球发泡D_max可达1661μm，但份数增至8时微球粒径过大、聚合物外壳分相加剧反而对微球发泡不利，该报道的膨胀微球存在微球干瘪情况和最优微球发泡难以控制等缺点。

中国专利CN201710252517.3公开了γ射线辐照工艺提高收率的热膨胀微球的制备方法，包括以下步骤：水相制备、油相制备、悬浮聚合及提高收率；该发明提供的技术方案实现了在低温条件下快熟减少残留单体，其生产工序简单，消耗低，处理时间短，污染小，能显著提高膨胀微球的收率。但该法存在需要特殊的⁶⁰Cγ射线辐射、微球发泡膨胀小的缺点，限制了该发明的广泛应用。

发明内容

为克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的旨在提供一种聚酰亚胺改性丙烯酸树脂高效热膨胀微球及其制备方法。

一种聚酰亚胺改性丙烯酸树脂高效热膨胀微球，为采用聚酰亚胺低聚物改性，同时在较低温度下悬浮聚合法聚合而成的热膨胀微球；以质量份计，其组成如下：丙烯酸改性聚酰亚胺低聚物溶液12～20份、丙烯酸类单体20～30份、交联剂3～6份、发泡剂4～8份、氧化剂0.2～0.6份、自乳化单体1～2份、助乳化剂0.5～2份、还原剂0.2～0.6份、稳定剂3～6份、水100～140份。

所述的丙烯酸改性聚酰亚胺低聚物溶液的制备方法如下：

(1)在通氮气情况下，将均苯四甲酸酐与乙二胺按照摩尔比1:1.1～1:1.5加入到反应器中，然后加入偶极溶剂配制成质量份数为50％的溶液，常温搅拌反应0.5～1.5h后升温至50～60℃，保温反应0.5～1.5h；然后缓慢升温至120～140℃，并加入钛酸四丁酯作为催化剂，保温反应6～12h，冷却至室温，减压蒸馏除去多余的乙二胺，得聚酰亚胺低聚物溶液；

(2)加热聚酰亚胺低聚物溶液至50～80℃，向其中加入摩尔比为乙二胺5～10％的甲基丙烯酸缩水甘油酯，保温反应2～4h，冷却至室温即得丙烯酸改性聚酰亚胺低聚物溶液。

所述的丙烯酸类单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

所述的交联剂为1，4-丁二醇二丙烯酸酯，1，6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三丙二醇类二丙烯酸酯、三羟基丙烷三丙烯酸酯、二缩三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。

所述的发泡剂为正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、环戊烷中的至少一种。

所述的氧化剂为过氧化苯甲酰、过氧化二月桂酸乙酯、偶氮二异丁腈、叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、过氧化二酰基；所述的还原剂为巯基乙酸、巯基丙酸、三乙胺、N,N-二甲基对甲苯胺、DMP30中的至少一种。

所述的自乳化单体为2-丙烯酰胺-2,2-二甲基乙磺酸钠、烯丙基聚乙二醇、烯丙基磺基烷氧基琥珀酸双酯钠盐、烯丙基-2-丙基乙磺酸钠、乙烯基-2-丙基乙磺酸钠、聚氧化乙烯壬酚醚丙烯酸酯、十八烷基二甲基乙烯苯基氯化铵、十二烷基二甲基乙烯苯基氯化铵中的至少一种。

所述的助乳化剂为正丁醇、乙二醇、乙醇、丙二醇、甘油中的至少一种；所述的稳定剂为硫酸钙、氢氧化钙、硝酸镁、氯化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、硫酸镁、硝酸镁中的至少一种。

所述的偶极溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、四氢呋喃中的至少一种。

所述的聚酰亚胺改性丙烯酸树脂高效热膨胀微球，制备方法如下：