一种聚合物中空微球及其制备方法、以及利用该聚合物中空微球包覆无机矿物质的制备方法

摘要

本发明涉及一种以苯乙烯，丙烯酸脂类为单体合成中空聚合物，并通过溶胶-凝胶法包覆各类无机矿物质的制备方法。其制备方法如下：首先通过乳液聚合合成聚合物核，然后在聚合物核上通过种子聚合形成聚合物中间体，最后在中间体上通过种子聚合形成聚合物壳层，之后通过碱处理形成中空微球；在中空微球基础上通过溶胶-凝胶法包裹无机酸矿物盐或有机硅氧烷等无机矿物质。本发明不需要通过有机溶剂溶解、强酸强碱蚀刻或者高温煅烧去除中空微球模板，制备过程安全，操作简便，并可通过改变核、壳原料来获得不同化学组成的中空微球,通过不同无机矿物质的改性可以提高中空微球在不同场合中的应用。

主权项

一种聚合物中空微球，包含合成的聚合物核/中间体/壳三层乳液体系，其特征在于：其制备方法如下：（1）聚合物核的制备，具体工艺为：先加入全部的水、占总量1/4的过硫酸铵和占总量1/20的甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丁酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯，在80℃下聚合40分钟，然后滴加剩余19/20的甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丁酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯以及剩余3/4的过硫酸铵，这个过程需要在80℃下持续4.5个小时，之后升温到90℃同时保持这个温度30分钟，得到合成的聚合物核乳液；所述聚合物核的主要原料及重量配比如下：（2）聚合物中间体的制备，其具体工艺为：先将上述合成的聚合物核乳液稀释到10%固含量，然后按下述聚合物中间体的组分及配比持续滴加甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、苯乙烯、过硫酸铵和水，在80℃下在过硫酸铵存在下继续反应40‑60分钟，得到聚合物中间体乳液；所述聚合物中间体的具体原料及重量配比如下：（3）聚合物壳的制备，其具体工艺为：按下述聚合物壳的成分及配比将苯乙烯、丁酯和二乙烯基苯的混合物滴加到聚合物中间体乳液中，在90℃下过硫酸铵存在下继续反应2‑3个小时，之后将聚合物冷却到室温形成聚合物核/中间体/壳三层的乳液体系；所述聚合物壳的主要原料及重量配比如下：（4）进行碱处理，将所合成的聚合物核/中间体/壳三层乳液体系放入恒温水浴，保持400r/min的转速情况下在碱环境中进行处理，即可制得合成聚合物中空微球；所述碱环境条件为：当使用氨水中和的情况下，恒温水浴温度保持在50‑100摄氏度，滴加碱酸摩尔比为0.75‑3.5的氨水反应1‑6小时；或者当使用氢氧化钠中和的情况下，恒温水浴温度保持在85‑95摄氏度，滴加碱酸摩尔比为1.1‑1.5的氢氧化钠反应2‑4小时。