CN111088496A - 一种用于气相防锈膜的微胶囊 - Google Patents

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    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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Abstract

一种用于气相防锈膜的微胶囊，属于微胶囊技术领域，从外到内依次包括壁材和芯材，且壁材和芯材不相溶，壁材包裹在芯材外；壁材是聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚乳酸、明胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷的一种或几种或其单体的共聚物；芯材是2‑甲基咪唑、2‑乙基‑4‑甲基咪唑、2‑异丙基咪唑、4‑（N，N‑二正丁基）‑胺‑甲基吗啉、苯甲酸吗啉盐、N，N‑二乙氨基丙腈、苯并三氮唑、邻硝基酚二环己胺中的一种或几种；采用自由基聚合生产工艺或界面相分离生产工艺制得成品，其可加工温度为100℃‑250℃，产品可以对气相防锈剂有缓释作用，能增强气相防锈膜的力学强度，使气相防锈膜具有更好的抗刺穿能力。

Description

一种用于气相防锈膜的微胶囊
技术领域
本发明涉及一种用于气相防锈膜的微胶囊，具体涉及一种以气相防锈剂为囊芯，高分子类材料为囊壁的微胶囊及其制备方法，属于微胶囊技术领域。
背景技术
气相防锈包装技术，就是用含有气相防锈剂的气相防锈纸或气相防锈膜，在防锈剂缓慢挥发的过程中，形成一定的蒸气压，在金属表面形成保护层，起到抑制金属腐蚀的作用。气相防锈膜具有防锈周期长，操作简便，使用方便等特点，可以广泛应用于金属保护和器件保护等多个领域。
气相防锈剂在包装内部挥发较快，无法实现缓释的过程，容易在持续使用过程中失去效力，这使气相防锈膜对器件和金属的保护作用期限大大缩短，从而导致受保护器件受到腐蚀而造成损失。
微胶囊技术通过使用壁材将气相防锈剂包裹，使气相防锈剂与外界环境相对隔离，从一定程度上降低外界环境的影响，同时，也可以降低气相防锈剂的挥发速度。微胶囊技术一直大量应用于农药、生物医药等多个领域，主要是发挥微胶囊对囊芯材料的保护以及缓释作用。把微胶囊技术应用于气相防锈膜领域，可以充分发挥微胶囊对气相防锈剂的缓释作用，达到延长气相防锈膜对器件的保护期限的目的。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种用于气相防锈膜的微胶囊及其制备方法，使气相防锈剂实现缓释效果延长气相防锈膜保护时间。
本发明提供一种用于气相防锈膜的微胶囊，其特征在于，从外到内依次包括壁材和芯材，且壁材和芯材不相溶，壁材包裹在芯材外；壁材是聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚乳酸、明胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷的一种或几种或其单体的共聚物；芯材是2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-异丙基咪唑、4-（N，N-二正丁基）-胺-甲基吗啉、苯甲酸吗啉盐、N，N-二乙氨基丙腈、苯并三氮唑、邻硝基酚二环己胺中的一种或几种；采用自由基聚合生产工艺或界面相分离生产工艺制得成品。
进一步地，微胶囊的壁材和芯材采用二种或二种以上的材料组合时，各材料的重量配比任意，不影响成品性能。
进一步地，微胶囊的平均粒径为0.5-100μm，且微胶囊粒径超过50%分布在平均粒径±10μm以内；微胶囊的平均粒径优选为2-80μm。
进一步地，微胶囊的壁材和芯材重量比例为1：1~1：5。
进一步地，较好的微胶囊的壁材是聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚乳酸、明胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷的一种或二种组合或二种单体的共聚物；芯材是2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-异丙基咪唑、4-（N，N-二正丁基）-胺-甲基吗啉、苯甲酸吗啉盐、N，N-二乙氨基丙腈、苯并三氮唑、邻硝基酚二环己胺中的一种或二种组合。
本发明获得的微胶囊，其可加工温度为100℃-250℃，且具有以下优点：（1）可以对气相防锈剂有缓释作用；（2）增强气相防锈膜的力学强度，使气相防锈膜具有更好的抗刺穿能力。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明实施例1-8提供一种用于气相防锈膜的微胶囊，从外到内依次包括壁材和芯材，壁材包裹在芯材外，且壁材和芯材不相溶。微胶囊平均粒径为0.5-100μm，且微胶囊粒径超过50%分布在平均粒径±10μm以内，微胶囊壁材和芯材重量比例为1：1~1：5，制得的微胶囊的可加工温度为100℃-250℃。
实施例1：采用自由基聚合的生产设备，在20kg甲苯中投入壁材苯乙烯单体1kg、芯材2-甲基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑5kg，乳化剂NP-10 0.05kg引发剂0.01kg，加热到80℃后机械搅拌3h，抽真空、过滤、洗涤后得平均粒径为29μm的含有气相防锈剂的微胶囊3kg。该微胶囊聚苯乙烯含量为0.8kg，2-甲基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑含量为2.2kg。
实施例2：采用界面相分离的生产设备，在20kg丁酮和甲苯混合液中投入聚丙烯腈1kg，4-（N，N-二正丁基）-胺-甲基吗啉7kg，乳化剂十二烷基苯磺酸钠0.1kg，搅拌4h后，抽真空、过滤、洗涤得平均粒径为0.5μm的含有气相防锈剂的微胶囊2.3kg。该微胶囊聚丙烯腈含量为0.5kg，4-（N，N-二正丁基）-胺-甲基吗啉含量为1.8kg。
实施例3-8，参考实施例1或2的制备方法，调整微胶囊聚合物壁材、芯材，制得不同平均直径、不同壁材与芯材配比的微胶囊，具体参数见表一。
对比例1：
与实施例1对比，在对比例1中，不加入2-甲基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑5kg，其余配方和制备方法与实施例1相同。
表一
微胶囊聚合物壁材 芯材 微胶囊平均粒径（μm） 聚合物囊壁材料与芯材重量比 生产方法
实施例1 聚苯乙烯 2-甲基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑 29 1:2.75 自由基聚合
实施例2 聚丙烯腈 4-（N，N-二正丁基）-胺-甲基吗啉 0.5 1:3.6 界面相分离
实施例3 明胶和聚甲基丙烯酸甲酯 苯并三氮唑和邻硝基酚二环己胺和2-异丙基咪唑 2 1:3.6 界面相分离
实施例4 聚乳酸和聚二甲基硅氧烷 2-甲基咪唑 50 1:5 界面相分离
实施例5 明胶 2-异丙基咪唑 80 1:3 界面相分离
实施例6 聚（苯乙烯-co-丙烯腈） N，N-二乙氨基丙腈和苯甲酸吗啉盐 26 1:1 自由基聚合
实施例7 聚（二甲基硅氧烷-co-乳酸） 2-异丙基咪唑和苯并三氮唑 38 1:4 界面相分离
实施例8 聚甲基丙烯酸甲酯 苯甲酸吗啉盐 100 1:4.2 自由基聚合
对比例1 聚苯乙烯 / 29 / 自由基聚合
将实施例1-实施例8的含有气相防锈剂的微胶囊和对比例1中聚苯乙烯微球在加工温度为160℃下加入复合气相防锈膜中，效果见表二：
表二
强度（Mpa） 水汽透过率（g/㎡*day*0.1MPa） 氧气透过率（cc/㎡*day*0.1MPa） 气相缓蚀能力 防锈时间（年）
实施例1 37 6.2 7.7 优 6
实施例2 33 5.4 7.1 优 ＞10
实施例3 40 5.2 7.2 优 6
实施例4 25 6.0 7.4 优 7
实施例5 38 5.8 7.5 优 8
实施例6 40 5.3 7.0 优 8
实施例7 35 6.0 7.6 优 6
实施例8 29 5.4 8.0 优 7
对比例1 36 5.6 7.0 较差 1.5
从表二的数据可以看出，实施例1到8含有气相防锈剂微胶囊的气相防锈具有非常优异的水汽和氧气隔绝能力及优异的力学性能。
对比例1中，直接加入不含气相防锈剂微胶囊，防锈效果较差。
根据以上实施例和对比例的数据，说明本发明的含有气相防锈剂的微胶囊生产步骤合理，加入防锈膜后效果非常优异，同时有优异的力学性能。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于气相防锈膜的微胶囊，其特征在于，从外到内依次包括壁材和芯材，且壁材和芯材不相溶，壁材包裹在芯材外；壁材是聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚乳酸、明胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷的一种或几种或其单体的共聚物；芯材是2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-异丙基咪唑、4-（N，N-二正丁基）-胺-甲基吗啉、苯甲酸吗啉盐、N，N-二乙氨基丙腈、苯并三氮唑、邻硝基酚二环己胺中的一种或几种；采用自由基聚合生产工艺或界面相分离生产工艺制得成品。
2.根据权利要求1所述的一种用于气相防锈膜的微胶囊，其特征在于，微胶囊的平均粒径为0.5-100μm，且微胶囊粒径超过50%分布在平均粒径±10μm以内。
3.根据权利要求2所述的一种用于气相防锈膜的微胶囊，其特征在于，微胶囊的平均粒径为2-80μm。
4.根据权利要求1所述的一种用于气相防锈膜的微胶囊，其特征在于，微胶囊的壁材和芯材重量比例为1：1~1：5。
5.根据权利要求1所述的一种用于气相防锈膜的微胶囊，其特征在于，微胶囊的壁材是聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚乳酸、明胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷的一种或二种组合或二种单体的共聚物。
6.根据权利要求1所述的一种用于气相防锈膜的微胶囊，其特征在于，微胶囊的芯材是2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-异丙基咪唑，4-（N，N-二正丁基）-胺-甲基吗啉、苯甲酸吗啉盐、N，N-二乙氨基丙腈、苯并三氮唑、邻硝基酚二环己胺中的一种或二种组合。
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