[发明专利]一种聚甲基丙烯酸酯类微球、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种聚甲基丙烯酸酯类微球、制备方法及其应用。该制备方法包括如下步骤：（1）将反应液在惰性气氛下进行反应，得到聚合产物；所述反应液包括分散剂、分散介质、甲基丙烯酸酯类单体、硅烷偶联剂和引发剂；所述硅烷偶联剂的结构中包含碳碳双键；（2）将所述聚合产物与碱性溶液混合，继续反应，然后经洗涤、干燥，即得聚甲基丙烯酸酯类微球。该制备方法简单易行，微球产物球形度好，表面光滑，粒径分布均匀，交联度高，作为光扩散剂可有效提高光扩散材料的雾度和透光率，为光扩散微球的工业生产提供了新的思路。

技术领域

本发明涉及高性能高分子微球技术领域，涉及一种聚甲基丙烯酸酯类微球、制备方法及其应用。

背景技术

微米级聚合物颗粒在药物输送、生物医学、吸附和分离、传感、光电和电子装置、能源储存、半导体、催化和光扩散等方面有广泛的应用。尤其是交联聚合物微球，由于其出色的机械强度、热稳定性、耐溶剂性和表面反应性，引起了人们极大的兴趣和探索。

鉴于聚甲基丙烯酸酯类微球的广泛用途，国内外的研究者已经进行了许多研究，来探索其制备方法及粒径等影响因素。CN102786635 A公开了一种单分散、大粒径交联PMMA微球的制备方法，通过先合成小尺寸PMMA种球，低温活化，再进行溶胀，最后聚合得到交联的PMMA微球。然而，他们得到的微球交联度较低，且制备过程耗时较长。CN 104356285 A公开了一种硬度小的PMMA微球的合成方法，采用阶梯温度聚合得到PMMA微球，之后再将得到的微球功能化，可以获得机械强度和耐磨性，抗溶解性好的微球，能满足水处理、食品工业、制药行业等领域的应用，但是他们得到的微球交联度不高且合成过程复杂，不适于产业化应用。CN102432728A公开了一种用于离子色谱的有机-无机杂化聚合物微球以及制备方法，先分别预聚，再采用分散聚合法，并且制得的有机-无机杂化聚合物微球交联度不高，而且仅限于作为色谱柱的填料使用。

因此，如何获得一种交联度高的同时，能维持光滑的表面形貌、并且热稳定性好、粒径均匀的聚甲基丙烯酸酯类微球，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中聚甲基丙烯酸酯类微球的交联度低、热稳定性差、制备工艺复杂的缺陷，提供了一种聚甲基丙烯酸酯类微球及其制备方法、应用。该制备方法简单易行，微球产物球形度好，表面光滑，粒径分布均匀，交联度高(80％以上)，并且热稳定性好，作为光扩散剂可有效提高光扩散材料的雾度和透光率，为光扩散微球的工业生产提供了新的思路。

本发明将后交联思想运用于聚甲基丙烯酸酯类微球的合成制备中，简化光扩散微球的制备，优化其生产工艺。首先将含有双键的硅烷偶联剂和甲基丙烯酸酯类单体自由基共聚到聚合物链中，形成Si-O-R结构，然后在反应后期加入碱性溶液水解硅烷偶联剂，形成Si-O-Si交联结构合成高交联度的单分散微球。本发明将微球的聚合与交联完全分割，这可以有效的避免聚合物微球在聚合过程中因为交联而产生凹陷，无法形成表面光滑且粒径分布较窄的交联微球的缺陷。

本发明提供了一种聚甲基丙烯酸酯类微球的制备方法，其包括如下步骤：

(1)将反应液在惰性气氛下进行反应，得到聚合产物；

(2)将所述聚合产物与碱性溶液混合，继续反应，然后经洗涤、干燥，即得聚甲基丙烯酸酯类微球；

所述反应液包括分散剂、分散介质、甲基丙烯酸酯类单体、硅烷偶联剂和引发剂；所述硅烷偶联剂的结构中包含碳碳双键。

步骤(1)中，所述分散介质可为能使得反应单体溶解，但不能使聚合物微球溶解的物质；较佳地为无水乙醇、无水甲醇、乙醇水溶液或甲醇水溶液。

其中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积百分比为70％～100％，但不为100％；所述甲醇水溶液中甲醇的体积百分比为70％～100％，但不为100％。