CN105218737A - 一种用于涂料的中空颜料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于涂料的中空颜料的制备方法，其特征在于，首先制备种子乳液，以种子乳液为模板制备核层，在核层的表面包覆一层壳层，得到核壳乳液；升温至85℃，用20%的NaOH水溶液调pH至9，并保温1小时，得到用于涂料的中空颜料。

Description

一种用于涂料的中空颜料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于涂料的中空颜料的制备方法。

背景技术

空心微球是一类内核为空气或其他气体的特殊结构核壳粒子，与实心粒子相比，空心微球因具有较高的比表面积、较低的密度、“包裹”效应、功能化装载效应等特点而使其在生物医药、微反应器、催化剂、光电材料等领域具有非常广泛的应用。球壁上含微孔的空心聚合物微球，可作为一种微纳米级反应器，用于金属Ag、Au或磁性等纳米粒子的装载和运输，一定程度上实现了有机／无机材料的复合。这种聚合物微球成为一种应用前景非常广泛的新型复合材料，对其的研究引起了研究者们的浓厚兴趣。空心微球按其材质的不同可分为无机空心微球和聚合物空心微球两大类，两类微球具有不同的特点和应用领域。聚合物微球与无机微球相比，具有密度更低、成本低，前景更广泛，更易实现功能化等特点，也是近年来研究者研究更多，应用更广的一种微纳米材料。

CN201410785640公开了一种低聚物预涂覆制备低密度无渗透性多孔或中空微球的方法，该法利用低聚物在有机良溶剂中具有较高粘稠度和流动性较差的特点，将低聚物溶解于易挥发有机溶剂中，配成适宜粘度的聚合物溶液，然后加入多孔或中空微球边搅拌边使有机溶剂挥发，得到表面预涂覆聚合物的多孔或中空微球，经再分散和熟化后，得到表面无渗透性的多孔或中空微球。可以对表面孔径较大的多孔或中空微球进行有效的封闭并大幅度提高封闭效率，所得中空微球具有良好的热绝缘、光散色、声绝缘、弹性和抗压强度等性能，可广泛应用于石油钻井、酸雾抑制、涂料等领域。

CN201410763300发明属于高分子材料技术领域，具体为一种聚乳酸基二元共聚物中空微球的制备方法。本发明中的二元共聚物为不同旋光性的丙交酯和三亚甲基碳酸酯（TMC）、乙交酯（GA）、聚己内酯（PCL）和聚乙二醇（PEG）等生物可降解材料共聚形成的二元共聚物。将左旋聚乳酸基二元共聚物和右旋聚乳酸基二元共聚物按照一定比例进行溶液共混，再浇铸挥发成膜；将制备好的薄膜放入蛋白酶K溶液中，在37℃恒温烘箱中进行降解，于不同时间取样，制备得具有中空结构的聚乳酸基聚合物微球。本发明制备得到的共聚物微球直径为2微米，且其粒径分布均匀，可广泛应用于生物医用载药和膝盖软骨修复等领域，具有广阔的应用前景。

CN201410721198公开了一种有机无机杂化中空微球的制备方法及其产物和应用。所述的杂化中空微球通过界面乳液聚合法制备，与传统的界面乳液聚合法不同，此方法不需要额外添加乳化剂和助乳化剂，在胶体粒子的辅助作用下，涉及硅烷偶联剂的水解和聚合两个阶段。本发明所制备的中空微球具备亲水和亲油的两亲特性，能均匀地分散在水相和油相中，也能在不同的聚合物基体材料中具有较好的分散性和相容性。与传统的中空微球制备方法相比，本发明具备工艺简单，重复性好，产量大，后处理方便和环境污染小的特点。

CN201410630892提供了一种中空微球微结构调控方法，本发明所述实验通过调节正烷醇和烷烃的比例和不同的反应条件，并将乳化剂、热引发剂与其混合均匀，溶解形成油溶性液体，在经过一定条件下反应形成目的产物，再经过有机溶剂洗去囊芯物质得到具有不同微观结构的中空微球，改变囊壁微观形貌具有很好的控制性，并可选择性将预保护的功能囊芯被保存在微球中，再用有机溶剂洗去囊芯物质得到具有不同微观结构的中空微球，得到粒径范围在0.01微米～1000微米的中空微粒，该工艺简单、胶囊化产率高，在拓宽乳液聚合功能化、微胶囊功能化领域具有很好的前景和应用价值。

本发明先制备种子乳液，以种子为模板制备核，在核的外面包一层壳，核中含羧基，能与碱反应生成水而使核溶胀，核的玻璃化温度比壳低，所以，在核壳的玻璃化温度之间进行碱溶胀，就可以得到中空聚合物微球。

发明内容

一种用于涂料的中空颜料的制备方法，其特征在于，首先制备种子乳液，种子乳液的制备方法是：将200重量份水、100~120重量份苯乙烯、0.2~0.5重量份碳酸氢钠、0.5~1.5重量份十二烷基苯磺酸钠乳化剂和1重量份过硫酸铵引发剂进行混合并搅拌均匀，然后加热至温度为70℃，并保温2小时，得到种子乳液；

以种子乳液为模板制备核层，核层的制备方法是：将100重量份水、5~10重量份种子乳液、0.5~1.5重量份十二烷基苯磺酸钠乳化剂和0.5重量份过硫酸铵引发剂进行混合并搅拌均匀，然后加热至温度为80℃，并在不断搅拌的情况下将100~120重量份核层混合单体和100~120重量份过硫酸铵水溶液同时滴加进去，核层混合单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸按重量份1：1：1混合而成，过硫酸铵水溶液的重量百分浓度为1%，控制滴加速度使其同时加完，滴加时间控制在2~3小时，得到核层乳液；

在核层的表面包覆一层壳层，壳层的制备方法是：核层乳液制备完成之后，保持温度和搅拌条件不变，将100~120重量份壳层混合单体和100~120重量份过硫酸铵水溶液同时滴加进去，壳层混合单体为甲基丙烯酸甲酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸按重量份1：0.02：0.02混合而成，过硫酸铵水溶液的重量百分浓度为1%，控制滴加速度使其同时加完，滴加时间控制在2~3小时，得到核壳乳液；

升温至85℃，用20%的NaOH水溶液调pH至9，并保温1小时，得到用于涂料的中空颜料。

具体实施方式

实施例1

将200克水、120克苯乙烯、0.5克碳酸氢钠、1.5克十二烷基苯磺酸钠乳化剂和1克过硫酸铵引发剂加入到500毫升烧瓶中，开启搅拌混合并搅拌均匀，然后加热至温度为70℃，并保温2小时，得到种子乳液。

将100克水、10克种子乳液、1.5克十二烷基苯磺酸钠乳化剂和0.5克过硫酸铵引发剂加入到1000毫升烧瓶中，开启搅拌混合并搅拌均匀，然后加热至温度为80℃，将102克核层混合单体和120克重量百分浓度为1%过硫酸铵水溶液同时滴加进去，核层混合单体为丙烯酸丁酯34克、甲基丙烯酸甲酯34克、甲基丙烯酸34克混合而成，控制滴加速度使其同时加完，滴加时间为3小时，得到核层乳液。

保持温度和搅拌条件不变，将104克壳层混合单体和120克重量百分浓度为1%过硫酸铵水溶液同时滴加进去，壳层混合单体为甲基丙烯酸甲酯100克、二甲基丙烯酸乙二醇酯2克、甲基丙烯酸2克混合而成，控制滴加速度使其同时加完，滴加时间为3小时，得到核壳乳液；

升温至85℃，用20%的NaOH水溶液调pH至9，并保温1小时，得到用于涂料的中空颜料548克。

实施例2

将200克水、100克苯乙烯、0.2克碳酸氢钠、0.5克十二烷基苯磺酸钠乳化剂和1克过硫酸铵引发剂加入到500毫升烧瓶中，开启搅拌混合并搅拌均匀，然后加热至温度为70℃，并保温2小时，得到种子乳液。

将100克水、5克种子乳液、0.5克十二烷基苯磺酸钠乳化剂和0.5克过硫酸铵引发剂加入到1000毫升烧瓶中，开启搅拌混合并搅拌均匀，然后加热至温度为80℃，将120克核层混合单体和100克重量百分浓度为1%过硫酸铵水溶液同时滴加进去，核层混合单体为丙烯酸丁酯40克、甲基丙烯酸甲酯40克、甲基丙烯酸40克混合而成，控制滴加速度使其同时加完，滴加时间为2小时，得到核层乳液。

保持温度和搅拌条件不变，将104克壳层混合单体和100克重量百分浓度为1%过硫酸铵水溶液同时滴加进去，壳层混合单体为甲基丙烯酸甲酯100克、二甲基丙烯酸乙二醇酯2克、甲基丙烯酸2克混合而成，控制滴加速度使其同时加完，滴加时间为2小时，得到核壳乳液；

升温至85℃，用20%的NaOH水溶液调pH至9，并保温1小时，得到用于涂料的中空颜料530克。

实施例3

将200克水、118克苯乙烯、0.4克碳酸氢钠、1.2克十二烷基苯磺酸钠乳化剂和1克过硫酸铵引发剂加入到500毫升烧瓶中，开启搅拌混合并搅拌均匀，然后加热至温度为70℃，并保温2小时，得到种子乳液。

将100克水、9克种子乳液、1.4克十二烷基苯磺酸钠乳化剂和0.5克过硫酸铵引发剂加入到1000毫升烧瓶中，开启搅拌混合并搅拌均匀，然后加热至温度为80℃，将111克核层混合单体和116克重量百分浓度为1%过硫酸铵水溶液同时滴加进去，核层混合单体为丙烯酸丁酯37克、甲基丙烯酸甲酯37克、甲基丙烯酸37克混合而成，控制滴加速度使其同时加完，滴加时间为2小时，得到核层乳液。

保持温度和搅拌条件不变，将104克壳层混合单体和118克重量百分浓度为1%过硫酸铵水溶液同时滴加进去，壳层混合单体为甲基丙烯酸甲酯100克、二甲基丙烯酸乙二醇酯2克、甲基丙烯酸2克混合而成，控制滴加速度使其同时加完，滴加时间为2小时，得到核壳乳液；

升温至85℃，用20%的NaOH水溶液调pH至9，并保温1小时，得到用于涂料的中空颜料552克。

实施例4

将200克水、105克苯乙烯、0.4克碳酸氢钠、1.1克十二烷基苯磺酸钠乳化剂和1克过硫酸铵引发剂加入到500毫升烧瓶中，开启搅拌混合并搅拌均匀，然后加热至温度为70℃，并保温2小时，得到种子乳液。

将100克水、6克种子乳液、1.1克十二烷基苯磺酸钠乳化剂和0.5克过硫酸铵引发剂加入到1000毫升烧瓶中，开启搅拌混合并搅拌均匀，然后加热至温度为80℃，将108克核层混合单体和100克重量百分浓度为1%过硫酸铵水溶液同时滴加进去，核层混合单体为丙烯酸丁酯36克、甲基丙烯酸甲酯36克、甲基丙烯酸36克混合而成，控制滴加速度使其同时加完，滴加时间为2小时，得到核层乳液。

保持温度和搅拌条件不变，将104克壳层混合单体和100克重量百分浓度为1%过硫酸铵水溶液同时滴加进去，壳层混合单体为甲基丙烯酸甲酯100克、二甲基丙烯酸乙二醇酯2克、甲基丙烯酸2克混合而成，控制滴加速度使其同时加完，滴加时间为3小时，得到核壳乳液；

升温至85℃，用20%的NaOH水溶液调pH至9，并保温1小时，得到用于涂料的中空颜料517克。

实施例5

将200克水、110克苯乙烯、0.3克碳酸氢钠、1.0克十二烷基苯磺酸钠乳化剂和1克过硫酸铵引发剂加入到500毫升烧瓶中，开启搅拌混合并搅拌均匀，然后加热至温度为70℃，并保温2小时，得到种子乳液。

将100克水、7克种子乳液、0.9克十二烷基苯磺酸钠乳化剂和0.5克过硫酸铵引发剂加入到1000毫升烧瓶中，开启搅拌混合并搅拌均匀，然后加热至温度为80℃，将105克核层混合单体和100克重量百分浓度为1%过硫酸铵水溶液同时滴加进去，核层混合单体为丙烯酸丁酯35克、甲基丙烯酸甲酯35克、甲基丙烯酸35克混合而成，控制滴加速度使其同时加完，滴加时间为2.5小时，得到核层乳液。

保持温度和搅拌条件不变，将104克壳层混合单体和18克重量百分浓度为1%过硫酸铵水溶液同时滴加进去，壳层混合单体为甲基丙烯酸甲酯100克、二甲基丙烯酸乙二醇酯2克、甲基丙烯酸2克混合而成，控制滴加速度使其同时加完，滴加时间为2小时，得到核壳乳液；

升温至85℃，用20%的NaOH水溶液调pH至9，并保温1小时，得到用于涂料的中空颜料527克。

Claims (1)

1.一种用于涂料的中空颜料的制备方法，其特征在于，首先制备种子乳液，种子乳液的制备方法是：将200重量份水、100~120重量份苯乙烯、0.2~0.5重量份碳酸氢钠、0.5~1.5重量份十二烷基苯磺酸钠乳化剂和1重量份过硫酸铵引发剂进行混合并搅拌均匀，然后加热至温度为70℃，并保温2小时，得到种子乳液；

以种子乳液为模板制备核层，核层的制备方法是：将100重量份水、5~10重量份种子乳液、0.5~1.5重量份十二烷基苯磺酸钠乳化剂和0.5重量份过硫酸铵引发剂进行混合并搅拌均匀，然后加热至温度为80℃，并在不断搅拌的情况下将100~120重量份核层混合单体和100~120重量份过硫酸铵水溶液同时滴加进去，核层混合单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸按重量份1：1：1混合而成，过硫酸铵水溶液的重量百分浓度为1%，控制滴加速度使其同时加完，滴加时间控制在2~3小时，得到核层乳液；

在核层的表面包覆一层壳层，壳层的制备方法是：核层乳液制备完成之后，保持温度和搅拌条件不变，将100~120重量份壳层混合单体和100~120重量份过硫酸铵水溶液同时滴加进去，壳层混合单体为甲基丙烯酸甲酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸按重量份1：0.02：0.02混合而成，过硫酸铵水溶液的重量百分浓度为1%，控制滴加速度使其同时加完，滴加时间控制在2~3小时，得到核壳乳液；

升温至85℃，用20%的NaOH水溶液调pH至9，并保温1小时，得到用于涂料的中空颜料。