本發(fā)明涉及高分子材料，尤其涉及ipc?c08j9領(lǐng)域，更具體的，涉及一種熱膨脹微球及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、熱膨脹微球具有良好的物理化學(xué)性能，直徑在1微米到100微米、由高分子共聚物組成的微球體，而熱可膨脹微球是在高分子共聚物的外殼內(nèi)包覆有低沸點(diǎn)烷烴，在受熱的條件下，外殼軟化，烷烴汽化而是微球膨脹。熱可膨脹微球由高分子共聚物的壁材和低沸點(diǎn)烷烴的芯材組成，優(yōu)良的熱膨脹微球應(yīng)具有發(fā)泡溫度合適、穩(wěn)泡區(qū)間寬，發(fā)泡率高、發(fā)泡倍率高、冷卻后不回縮、顏色亮白、無毒無臭的特點(diǎn)。熱膨脹微球制備的發(fā)泡材料其強(qiáng)度、力學(xué)等性能比單純的氣體發(fā)泡有很大的優(yōu)勢，膨脹微球制備的發(fā)泡材料泡孔均勻、細(xì)膩，力學(xué)性能良好，熱膨脹微球不僅增加了材料的比體積，而且還有質(zhì)輕、絕緣性、消除噪音等優(yōu)點(diǎn)，并且同時還有改善材料折光性和透明度等光學(xué)性能的特性。被廣泛應(yīng)用于建筑、汽車、飛機(jī)材料和特種材料等行業(yè)。

2、cn105949494b公開了一種熱膨脹微球及其制備方法和應(yīng)用，熱膨脹微球在常溫、常壓下采用反向聚合法制備，具體由二酰氯和二胺縮合到的壁材包裹氫氧化鈉水溶液的芯材制成，制備的熱膨脹微球直徑在25μm左右，發(fā)泡體積倍率為2-6倍，發(fā)泡孔均勻細(xì)膩，在常溫、常壓下采用反向懸浮聚合以氫氧化鈉水溶液為芯材制備的熱膨脹微球環(huán)保，成本低，制備的熱膨脹微球更為環(huán)保且成本低，但發(fā)泡性能仍不夠高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明第一方面提供了一種熱膨脹微球，包括水相和油相，按重量份計，所述水相包括：0.1-2份多元醇、0.1-1份表面活性劑、2-10份分散穩(wěn)定劑、0.5-2份水相阻聚劑、0.1-1份金屬鹽和300-500份去離子水；所述油相包括50-100份腈類單體、10-50份丙烯酸類單體、0.1-2份引發(fā)劑、0.1-1份交聯(lián)劑和20-60份發(fā)泡劑。

2、優(yōu)選的，所述腈類單體和丙烯酸類單體的重量比為(2-4)：1。

3、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述腈類單體和丙烯酸類單體的重量比為(2-3)：1。

4、優(yōu)選的，所述多元醇包括聚乙二醇和碳鏈長度12-20的烷基醇，所述聚乙二醇和碳鏈長度12-20的烷基醇的重量比為1：(1-2.5)。

5、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述多元醇包括聚乙二醇和碳鏈長度12-20的烷基醇，所述聚乙二醇和碳鏈長度12-20的烷基醇的重量比為1：(1-1.8)。

6、本技術(shù)人研究發(fā)現(xiàn)，所述腈類單體和丙烯酸類單體的重量比為(2-4)：1，可提高微球發(fā)泡倍率，達(dá)到60-80倍，受熱膨脹的微小球體，球體由內(nèi)外2層構(gòu)成，其中外殼為高分子共聚物，而特定比例的腈類單體和丙烯酸類單體的復(fù)配，所形成的三維結(jié)構(gòu)有效改善了外殼的可塑性，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，所述腈類單體包括丙烯腈和甲基丙烯腈，所述丙烯腈和甲基丙烯腈的重量比為(4-6)：1，在達(dá)到優(yōu)異力學(xué)性能的同時，可進(jìn)一步改善微球的耐黃變性能，可能是特定的結(jié)構(gòu)避免了腈基團(tuán)氧化成環(huán)反應(yīng)的發(fā)生。

7、優(yōu)選的，所述碳鏈長度12-20的烷基醇包括十二醇、十四醇、十六醇、十八醇、二十醇中的至少一種。

8、所述腈類單體包括丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、α-乙氧基丙烯腈或富馬腈中的至少一種。

9、優(yōu)選的，所述腈類單體包括丙烯腈和甲基丙烯腈，所述丙烯腈和甲基丙烯腈的重量比為(4-6)：1。

10、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述腈類單體包括丙烯腈和甲基丙烯腈，所述丙烯腈和甲基丙烯腈的重量比為(5-6)：1。

11、所述表面活性劑包括十二烷基磺酸鈉、司班、烯丙基聚乙二醇、烯丙基磺基烷氧基琥珀酸雙酯鈉鹽、聚氧化乙烯壬酚醚丙烯酸酯中的至少一種。

12、所述金屬鹽包括氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鎂中的至少一種。

13、所述分散穩(wěn)定劑包括蒙脫石、膠體二氧化硅、膠體碳酸鈣、氫氧化鎂、磷酸鈣、氫氧化鋁、氫氧化鐵、硫酸鈣、草酸鈣、碳酸鈣、碳酸鋇、碳酸鎂、氫氧化鋁溶膠中的至少一種。

14、所述丙烯酸類單體包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、二環(huán)戊烯基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、異冰片基甲基丙烯酸酯中的至少一種。

15、所述引發(fā)劑包括二(十六烷基)過氧化二碳酸酯、二(4-叔丁基環(huán)己基)、過氧化二碳酸酯、過氧化二辛酸、過氧化二苯甲酸、過氧化二月桂酸、過氧化二癸酸、叔丁基過乙酸酯、叔丁基過月桂酸酯、叔丁基過氧化苯甲酸酯、過氧化苯甲酰、氫過氧化叔丁基、氫過氧化枯烯、乙基過氧化枯烯、過氧化碳酸二環(huán)己酯、偶氮二異丁腈、二異丙基羥基二羧酸酯、2,2’-偶氮雙((2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙(異丁腈)、1,1’-偶氮雙(環(huán)己烷-1-腈)、二甲基2,2,-偶氮雙(2-甲基丙酸酯)、2,2’-偶氮雙[2-甲基-n-(2-羥乙基)-丙環(huán)氧中的至少一種。

16、所述交聯(lián)劑包括二乙烯基苯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(乙二醇)二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、1，3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三烯丙基縮甲醛三(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸酯、二丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸酯、3-丙烯酸氧基二醇單丙烯酸酯、三?；s甲醛、三烯丙基異氰酸酯、三烯丙基異氰脲酸酯、二乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚、二乙二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、四乙二醇二乙烯基醚中的至少一種。

17、所述發(fā)泡劑包括丁烷、異丁烷、異戊烷、新戊烷、正己烷、庚烷、異辛烷、辛烷、石油醚中的至少一種。

18、本發(fā)明第二方面提供了一種熱膨脹微球的制備方法，包括以下步驟：

19、s1，將分散穩(wěn)定劑加入到去離子水中，然后加入其他水相組分混合后，邊攪拌邊降溫到5-15℃，得到水相備用；

20、s2，將油相所有成分混合后攪拌均勻，得到油相備用；

21、s3，將水相和油相混合后，進(jìn)行均質(zhì)，然后加入到反應(yīng)器中，攪拌進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后降到室溫，依次進(jìn)行排壓、過濾、干燥、粉碎，即得熱膨脹微球。

22、所述步驟s3中反應(yīng)的壓力為0.2-0.6mpa，反應(yīng)的時間為14-20h。

23、所述步驟s3中反應(yīng)包括第一階段和第二階段，所述第一階段的反應(yīng)時間為4-8h，反應(yīng)溫度為50-60℃，所述第二階段的反應(yīng)時間為10-12h，反應(yīng)溫度為60-70℃。

24、所述熱膨脹微球的d50粒徑為20-50微米，膨脹倍率為60-80倍。

25、所述熱膨脹微球作為助劑應(yīng)用于鞋材、壁紙、汽車密封領(lǐng)域，所述熱膨脹微球的添加量為0.7-1wt％。

26、有益效果：

27、1.本技術(shù)制備得到的熱膨脹微球可作為助劑應(yīng)用于鞋材、壁紙、汽車密封領(lǐng)域，可在較低添加量(0.7-1wt％)的基礎(chǔ)上，有效提升制品的力學(xué)性能以及光學(xué)性能。

28、2.本技術(shù)制備得到的微球使用溫度范圍寬(140-210℃)。

29、3.所述腈類單體和丙烯酸類單體的重量比為(2-4)：1，可提高微球發(fā)泡倍率，達(dá)到60-80倍。

30、4.本技術(shù)制備得到的微球冷卻后固化，不回縮，支撐穩(wěn)定性優(yōu)異。

31、5.所述丙烯腈和甲基丙烯腈的重量比為(4-6)：1，在達(dá)到優(yōu)異力學(xué)性能的同時，可進(jìn)一步改善微球的耐黃變性能。

32、6.本技術(shù)制備得到的微球耐受非極性溶劑、乙醇、甲醇，基本耐受水。