CN106084138B - 一种黑色高分子微球的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种黑色高分子微球的制备方法，包括步骤：(1)将聚合物种子加入含有稳定剂的水溶液中，充分搅拌，形成均匀分散的种子悬浮液；(2)将含双键的黑色单体和烯类单体加入稳定剂/溶剂混合溶液中，搅拌均匀，形成黑体单体悬浮液；所述稳定剂/溶剂中，溶剂指C1‑C3的醇溶剂；(3)将引发剂加入含有稳定剂的水溶液中，乳化，形成引发剂悬浮液；(4)取一半量的黑体单体悬浮液和全部的引发剂悬浮液加入种子悬浮液中，超声混合均匀，在70‑90℃下恒温反应10‑30min后再加入剩下的另一半黑体单体悬浮液，继续在70‑90℃下恒温反应30‑60min；该方法步骤简单，反应时间短，制得的黑色高分子微球粒径均一、球形度好，颗粒粒径容易控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种高分子微球的制备方法，具体涉及一种黑色高分子微球的制备方法。
背景技术
液晶显示屏在生产过程中为了获得更清晰的显示效果，需要在液晶材料内均匀分散尺寸合适、粒径均一、具有高压缩强度和弹性的黑色高分子微球。申请公布号为CN104194003 A，申请名称为黑色单分散聚合物微球的制备方法中使用两步溶胀法制备了粒径均一、力学性能优良的黑色聚合物微球，但溶胀法需要较长时间，在这过程中容易造成颗粒间碰撞而导致凝结，不易控制微球尺寸。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种黑色高分子微球的制备方法，该方法步骤简单，反应时间短，制得的黑色高分子微球粒径均一、球形度好，颗粒粒径容易控制。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种黑色高分子微球的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚合物种子加入含有稳定剂的水溶液中，充分搅拌，形成均匀分散的种子悬浮液；
(2)将含双键的黑色单体和烯类单体加入稳定剂/溶剂混合溶液中，搅拌均匀，形成黑体单体悬浮液；所述稳定剂/溶剂中，溶剂指C1-C3的醇的50-70％水溶液；
(3)将引发剂加入含有稳定剂的水溶液中，乳化，形成引发剂悬浮液；
(4)取一半量的黑体单体悬浮液和全部的引发剂悬浮液加入种子悬浮液中，超声混合均匀，在70-90℃下恒温反应10-30min后再加入剩下的另一半黑体单体悬浮液，继续在70-90℃下恒温反应30-60min。
优选地，所述黑色单体为有机黑色染料经包括步骤酰基化反应制得的含有非苯环碳碳双键的黑色单体。
优选地，所述有机黑色染料为苯胺黑。
优选地，所述聚合物种子为聚苯乙烯或苯乙烯-二乙烯基苯共聚物。
优选地，所述引发剂为水溶性引发剂过硫酸钾或过硫酸铵。
优选地，所述烯类单体选自二乙烯苯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、醋酸乙烯酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种。
优选地，所述稳定剂为羟甲基纤维素、羟丙基纤维素或糊精。
优选地，还包括步骤(5)，将步骤(4)得到的聚合物微球冷却后，用乙醇、去离子水离心、超声洗涤后真空干燥得黑色高分子微球。
本发明中所述聚合物种子重量占种子悬浮液重量的10-20％，所述烯类单体占黑体单体悬浮液重量的10-15％，所述引发剂占引发剂悬浮液重量的1-5％，按重量百分比计，黑色单体重量是烯类单体重量的10-50％，步骤(4)中种子悬浮液、黑体单体悬浮液和引发剂悬浮液用量比为1:0.3:0:01-1:2:0.08。
本发明所达到的有益效果：
本发明合成的黑色高分子微球粒径均一、表面光滑球形度好，颗粒粒径容易控制，且微球性质稳定，能够用于液晶显示屏中的间隔材料，使液晶显示屏获得较高对比度的显示效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
(1)将聚苯乙烯种子(粒度0.55μm，CV＝3％)加入含有稳定剂的水溶液中，充分搅拌，形成均匀分散的种子悬浮液；
(2)将含双键的黑色单体和二乙烯基苯单体加入稳定剂/溶剂混合溶液中，搅拌均匀，形成黑体单体悬浮液；所述稳定剂/溶剂中，溶剂指60％乙醇水溶液；
(3)将引发剂过硫酸钾加入含有稳定剂的水溶液中，乳化，形成引发剂悬浮液；
(4)取一半量的黑体单体悬浮液和全部的引发剂悬浮液加入种子悬浮液中，超声混合均匀，在80℃下恒温反应30min后再加入剩下的另一半黑体单体悬浮液，继续在80℃下恒温反应60min；
(5)将步骤(4)得到的聚合物微球冷却后，用乙醇、去离子水离心、超声洗涤后真空干燥得黑色高分子微球。
采用Beckman Counter测定黑色高分子微球粒径及粒径分布得：粒径为1.6μm，CV(coefficient of variation)为2.9％，电镜图显示结果：所得微球为黑色，且微球表面光滑，球形度好，微球粒径均一，分散性好，无团聚。稳定性检测：将制得的黑色高分子微球浸泡于无水乙醇中加热50-60℃搅拌30min后离心沉降一夜，后去上层清液用紫外可见光光度仪检测，发现无黑色物质脱落。
实施例2
(1)将聚苯乙烯种子(粒度15μm，CV＝3％)加入含有稳定剂的水溶液中，充分搅拌，形成均匀分散的种子悬浮液；
(2)将含双键的黑色单体和二乙烯基苯单体加入稳定剂/溶剂混合溶液中，搅拌均匀，形成黑体单体悬浮液；所述稳定剂/溶剂中，溶剂指60％乙醇水溶液；
(3)将引发剂过硫酸钾加入含有稳定剂的水溶液中，乳化，形成引发剂悬浮液；
(4)取一半量的黑体单体悬浮液和全部的引发剂悬浮液加入种子悬浮液中，超声混合均匀，在80℃下恒温反应30min后再加入剩下的另一半黑体单体悬浮液，继续在80℃下恒温反应60min；
(5)将步骤(4)得到的聚合物微球冷却后，用乙醇、去离子水离心、超声洗涤后真空干燥得黑色高分子微球。
采用Beckman Counter测定黑色高分子微球粒径及粒径分布得：粒径为31μm，CV(coefficient of variation)为3.0％，电镜图显示结果：所得微球为黑色，且微球表面光滑，球形度好，微球粒径均一，分散性好，无团聚。稳定性检测：将制得的黑色高分子微球浸泡于无水乙醇中加热50-60℃搅拌30min后离心沉降一夜，后去上层清液用紫外可见光光度仪检测，发现无黑色物质脱落。
实施例3
(1)将聚苯乙烯种子(粒度60μm，CV＝2.8％)加入含有稳定剂的水溶液中，充分搅拌，形成均匀分散的种子悬浮液；
(2)将含双键的黑色单体和二乙烯基苯单体加入稳定剂/溶剂混合溶液中，搅拌均匀，形成黑体单体悬浮液；所述稳定剂/溶剂中，溶剂指60％乙醇水溶液；
(3)将引发剂过硫酸钾加入含有稳定剂的水溶液中，乳化，形成引发剂悬浮液；
(4)取一半量的黑体单体悬浮液和全部的引发剂悬浮液加入种子悬浮液中，超声混合均匀，在80℃下恒温反应30min后再加入剩下的另一半黑体单体悬浮液，继续在80℃下恒温反应60min；
(5)将步骤(4)得到的聚合物微球冷却后，用乙醇、去离子水离心、超声洗涤后真空干燥得黑色高分子微球。
采用Beckman Counter测定黑色高分子微球粒径及粒径分布得：粒径为150μm，CV(coefficient of variation)为2.8％，电镜图显示结果：所得微球为黑色，且微球表面光滑，球形度好，微球粒径均一，分散性好，无团聚。稳定性检测：将制得的黑色高分子微球浸泡于无水乙醇中加热50-60℃搅拌30min后离心沉降一夜，后去上层清液用紫外可见光光度仪检测，发现无黑色物质脱落。
实施例4
(1)将苯乙烯-二乙烯基苯共聚物种子(粒度1.5μm，CV＝3％)加入含有糊精的水溶液中，充分搅拌，形成均匀分散的种子悬浮液；
(2)将含双键的黑色单体和甲基丙烯酸甲酯单体加入糊精/溶剂混合溶液中，搅拌均匀，形成黑体单体悬浮液；所述糊精/溶剂中，溶剂指70％甲醇水溶液；
(3)将引发剂加入含有糊精的水溶液中，乳化，形成引发剂悬浮液；
(4)取一半量的黑体单体悬浮液和全部的引发剂悬浮液加入种子悬浮液中，超声混合均匀，在70℃下恒温反应30min后再加入剩下的另一半黑体单体悬浮液，继续在70℃下恒温反应40min；
(5)将步骤(4)得到的聚合物微球冷却后，用乙醇、去离子水离心、超声洗涤后真空干燥得黑色高分子微球。
采用Beckman Counter测定黑色高分子微球粒径及粒径分布得：粒径为3.2μm，CV(coefficient of variation)为2.8％，电镜图显示结果：所得微球为黑色，且微球表面光滑，球形度好，微球粒径均一，分散性好，无团聚。稳定性检测：将制得的黑色高分子微球浸泡于无水乙醇中加热50-60℃搅拌30min后离心沉降一夜，后去上层清液用紫外可见光光度仪检测，发现无黑色物质脱落。
对比例
(1)将聚合物种子(粒度0.55μm，CV＝3％)加入含有稳定剂的水溶液中，充分搅拌，形成均匀分散的种子悬浮液；
(2)将含双键的黑色单体和二乙烯基苯单体加入稳定剂/溶剂混合溶液中，搅拌均匀，形成黑体单体悬浮液；所述稳定剂/溶剂中，溶剂指C1-C3的醇溶剂；
(3)将引发剂加入含有稳定剂的水溶液中，乳化，形成引发剂悬浮液；
(4)将全部的黑体单体悬浮液和全部的引发剂悬浮液加入种子悬浮液中，超声混合均匀，在70-90℃下恒温反应90min；
(5)将步骤(4)得到的聚合物微球冷却后，用乙醇、去离子水离心、超声洗涤后真空干燥得黑色高分子微球。
采用Beckman Counter测定黑色高分子微球粒径及粒径分布得：CV(coefficientof variation)为5.2％，电镜图显示结果：所得微球为黑色，但有的微球表面有塌缩，有小碎粒，粒径分布不均。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种黑色高分子微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将聚合物种子加入含有稳定剂的水溶液中，充分搅拌，形成均匀分散的种子悬浮液；
（2）将含双键的黑色单体和烯类单体加入稳定剂/溶剂混合溶液中，搅拌均匀，形成黑体单体悬浮液；所述稳定剂/溶剂中，溶剂指C1-C3的醇的50-70%水溶液；
（3）将引发剂加入含有稳定剂的水溶液中，乳化，形成引发剂悬浮液；
（4）取一半量的黑体单体悬浮液和全部的引发剂悬浮液加入种子悬浮液中，超声混合均匀，在70-90℃下恒温反应10-30min后再加入剩下的另一半黑体单体悬浮液，继续在70-90℃下恒温反应30-60min。
2.根据权利要求1所述的一种黑色高分子微球的制备方法，其特征在于，所述黑色单体为有机黑色染料经包括步骤酰基化反应制得的含有非苯环碳碳双键的黑色单体。
3.根据权利要求2所述的一种黑色高分子微球的制备方法，其特征在于，所述有机黑色染料为苯胺黑。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种黑色高分子微球的制备方法，其特征在于，所述聚合物种子为聚苯乙烯或苯乙烯- 二乙烯基苯共聚物。
5.根据权利要求4述的一种黑色高分子微球的制备方法，其特征在于，所述引发剂为水溶性引发剂过硫酸钾或过硫酸铵。
6.根据权利要求4所述的一种黑色高分子微球的制备方法，其特征在于，所述烯类单体选自二乙烯苯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、醋酸乙烯酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种。
7.根据权利要求1-3任一项所述的一种黑色高分子微球的制备方法，其特征在于，所述稳定剂为羟甲基纤维素、羟丙基纤维素或糊精。
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