CN109692635B - 一种异氰酸酯微囊及其制备方法 - Google Patents
一种异氰酸酯微囊及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于微囊复合材料技术领域,尤其涉及一种异氰酸酯微囊及其制备方法。本发明提供了一种异氰酸酯微囊,本发明的异氰酸酯微囊以高分子聚合物为囊壁,以异氰酸酯为微芯,是一种高分子聚合物包裹异氰酸酯微囊,该异氰酸酯微囊能够将液态异氰酸酯固态化,提高异氰酸酯的稳定性,能够延长异氰酸酯的时效,掩盖异氰酸酯本身的不良气味;本发明采用溶剂挥发法制备异氰酸酯微囊,本发明制备的异氰酸酯微囊具有较高的活性,‑NCO含量高达22%(所使用的异氰酸酯的‑NCO%为28%时),呈分散的球型颗粒,粒径可控,具有使用、运输、储存方便等优势。
Description
技术领域
本发明涉及微囊复合材料技术领域,尤其涉及一种异氰酸酯微囊及其制备方法。
背景技术
异氰酸酯具有较好的粘接性,其分子结构易于设计,并且具有较高的活性,能与任何含有活泼氢的有机无机物反应,被广泛应用于各行各业,包括涂料、黏剂、医药、农业和复合材料等领域。然而,由于异氰酸酯为液态且活性较高,使其不易作为添加剂使用,也不易储存及运输;同时,液态异氰酸酯易挥发,释放不良气味,在使用过程中对人体及环境有害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种异氰酸酯微囊,该异氰酸酯微囊能够将液态异氰酸酯固态化,同时解决异氰酸酯的时效期短、稳定性差,掩盖不良气味等问题。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种异氰酸酯微囊,以高分子聚合物为囊壁,以异氰酸酯为微芯,所述异氰酸酯微囊由包括以下质量百分含量的原料制备而成:
水30~57%,乳化剂0.2~2%,异氰酸酯14~28%,有机溶剂2.9~19.1%,高分子聚合物2.2~27.4%,酸性pH调节剂0.2~5%。
优选的,所述乳化剂为羧甲基纤维素钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇和***胶中的一种或几种。
优选的,所述异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯、六亚甲基异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和异氟尔酮异氰酸酯中的一种或几种
优选的,所述有机溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、苯、甲苯、***和四氢呋喃中的一种或几种。
优选的,所述高分子聚合物为聚己内酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、烯萜树脂、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜和聚乳酸中的一种或几种。
优选的,所述酸性pH调节剂为硫酸、盐酸、甲酸、乙酸、磷酸、氯化铵和硫酸铵中的一种或几种。
本发明提供了上述技术方案所述异氰酸酯微囊的制备方法,包括以下步骤:
将高分子聚合物、异氰酸酯和有机溶剂混合,得到油相;
将乳化剂、水和酸性pH调节剂混合,得到水相;
将所述水相与油相混合,进行乳化,得到乳液;
将所述乳液进行保温,得到异氰酸酯微囊。
优选的,所述水相的pH值为1~5。
优选的,所述保温的温度为20~60℃,时间为30~600min。
优选的,所述保温在搅拌条件下进行,所述搅拌的转速为600~3000rpm。
本发明提供了一种异氰酸酯微囊,本发明的异氰酸酯微囊以高分子聚合物为囊壁,以异氰酸酯为微芯,是一种高分子聚合物包裹异氰酸酯微囊,该异氰酸酯微囊能够将液态异氰酸酯固态化,提高异氰酸酯的稳定性,并且能够延长异氰酸酯的时效;本发明的异氰酸酯微囊中,异氰酸酯被高分子聚合物包裹,基本无气味,能够掩盖有毒异氰酸酯自身的不良气味;
本发明采用溶剂挥发法制备异氰酸酯微囊,即在乳液中,油相中的高分子聚合物通过有机溶剂挥发而被析出,包裹异氰酸酯,且在酸性环境下进行有机溶剂挥发,能够抑制异氰酸酯与水等的副反应的进行;
本发明制备的异氰酸酯微囊具有较高的活性,根据实施例的数据可知,本发明的异氰酸酯微囊中,-NCO基团含量高达22%(所使用的异氰酸酯中-NCO含量为28%时),呈分散的球型颗粒,粒径可控,具有使用、运输、储存方便等优势。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的异氰酸酯微囊的实物图;
图2为本发明实施例1制备的异氰酸酯微囊的扫描电子显微镜图;
图3为本发明实施例1制备的异氰酸酯微囊的傅里叶红外光谱图;
图4为本发明实施例1~4在不同搅拌速率下制备的异氰酸酯微囊的粒径及粒径分布图。
具体实施方式
本发明提供了一种异氰酸酯微囊,以高分子聚合物为囊壁,以异氰酸酯为微芯,所述异氰酸酯微囊由包括以下质量百分含量的原料制备而成:
水30~57%,乳化剂0.2~2%,异氰酸酯14~28%,有机溶剂2.9~19.1%,高分子聚合物2.2~27.4%,酸性pH调节剂0.2~5%。
在本发明中,以质量百分含量计,制备所述异氰酸酯微囊的原料包括水30~57%,优选为35~50%,更优选为40~45%。
在本发明中,以质量百分含量计,制备所述异氰酸酯微囊的原料包括乳化剂0.2~2%,优选为0.5~1.5%,更优选为0.8~1.2%。在本发明中,所述乳化剂优选为羧甲基纤维素钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇和***胶中的一种或几种,更优选为羧甲基纤维素钠、***胶和十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种,最优选为***胶和十二烷基苯磺酸钠的混合物,在***胶和十二烷基苯磺酸钠的混合物中,所述***胶和十二烷基苯磺酸钠的质量比优选为6:1。在本发明中,所述羧甲基纤维素钠优选为羧甲基纤维素钠800或羧甲基纤维素钠1200。本发明利用乳化剂的乳化作用将异氰酸酯液体分散成乳液,有利于控制微囊的粒径。
在本发明中,以质量百分含量计,制备所述异氰酸酯微囊的原料包括异氰酸酯14~28%,优选为18~24%,更优选为20~22%。在本发明中,所述异氰酸酯优选为多亚甲基多苯基多异氰酸酯、六亚甲基异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和异氟尔酮异氰酸酯中的一种或几种。
在本发明中,以质量百分含量计,制备所述异氰酸酯微囊的原料包括有机溶剂2.9~19.1%,优选为5~15%,更优选为8~12%。在本发明中,所述有机溶剂优选为二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、苯、甲苯、***和四氢呋喃中的一种或几种,更优选为二氯甲烷。本发明利用有机溶剂溶解高分子聚合物,得到高分子聚合物溶液,所述高分子聚合物溶液的质量分数优选为20~50%,更优选为25~40%,本发明优选根据高分子聚合物的分子量和性质确定高分子聚合物溶液的质量分数。
在本发明中,以质量百分含量计,制备所述异氰酸酯微囊的原料包括高分子聚合物2.2~27.4%,优选为5~20%,更优选为10~15%。在本发明中,所述高分子聚合物优选为聚己内酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、烯萜树脂、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜和聚乳酸中的一种或几种,更优选为聚己内酯、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种。在本发明中,所述高分子聚合物的分子量优选为5000~20000,更优选为10000~15000。本发明以高分子聚合物为囊壁,将异氰酸酯包裹在微囊中,能够将液态异氰酸酯固态化。
在本发明中,以质量百分含量计,制备所述异氰酸酯微囊的原料包括酸性pH调节剂0.2~5%,优选为0.5~3%,更优选为1~2%。在本发明中,所述酸性pH调节剂为硫酸、盐酸、甲酸、乙酸、磷酸、氯化铵和硫酸铵中的一种或几种。本发明中,所述酸性pH调节剂用于调节乳化过程中体系的pH值,有助于抑制异氰酸酯和水的副反应。
本发明提供了上述技术方案所述异氰酸酯微囊的制备方法,包括以下步骤:
将高分子聚合物、异氰酸酯和有机溶剂混合,得到油相;
将乳化剂、水和酸性pH调节剂混合,得到水相;
将所述水相与油相混合,进行乳化,得到乳液;
将所述乳液进行保温,得到异氰酸酯微囊。
本发明将高分子聚合物、异氰酸酯和有机溶剂混合,得到油相。本发明优选先将高分子聚合物溶解于有机溶剂中,得到高分子聚合物溶液,然后将高分子聚合物溶液与异氰酸酯混合,得到油相。本发明对所述高分子聚合物和有机溶剂的加料顺序没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的加料顺序即可。本发明对所述高分子聚合物在有机溶剂中的溶解方式没有特殊的限定,能够使高分子聚合物充分溶解即可,具体的如机械搅拌等。本发明对所述高分子聚合物溶液与异氰酸酯的加料顺序以及混合方式没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的加料顺序以及能够使物料混合均匀的混合方式即可。本发明先将高分子聚合物溶于有机溶剂再与异氰酸酯混合,能够保证具有不同溶解度的物质充分溶解。
本发明将乳化剂、水和酸性pH调节剂混合,得到水相。本发明对乳化剂、酸性pH调节剂与水的加料顺序以及混合方式没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的加料顺序以及能够使物料混合均匀的混合方式即可。在本发明中,所述水相的pH值优选为1~5,更优选为3。本发明利用酸性pH调节剂调节所述水相的pH值。
得到水相和油相后,本发明将所述水相与油相混合,进行乳化,得到乳液。本发明对所述乳化的具体方式没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的乳化方式即可,具体的,如机械搅拌;本发明对所述机械搅拌的转速、时间没有特殊的限定,能够使得到的乳液呈现乳黄色,1h内不分层即可。在本发明中,所述乳液中的高分子聚合物会包裹住异氰酸酯油滴,有利于后续体系中有机溶剂挥发,使得高分子聚合物包裹异氰酸酯成囊。
得到乳液后,本发明将所述乳液进行保温,得到异氰酸酯微囊。在本发明中,所述保温的温度优选为20~60℃,更优选为30~40℃,最优选为40℃;所述保温的时间优选为30~600min,更优选为300~480min,最优选为400min。在本发明中,所述异氰酸酯微囊的粒径优选为40~850μm,更优选为50~100μm。在本发明中,所述保温的过程优选在搅拌条件下进行,所述搅拌的转速优选为600~3000rpm,更优选为1000~1400rpm,最优选为1200rpm。本发明通过控制保温过程的搅拌速率,能够得到粒径范围在40~850μm的异氰酸酯微囊。
在本发明的保温过程中,有机溶剂挥发,乳液中的高分子聚合物通过有机溶剂挥发而被析出,包裹异氰酸酯,得到以高分子聚合物为囊壁,异氰酸酯为微芯的异氰酸酯微囊,该微囊中,高分子聚合物以膜的形式存在,附着在微囊表面,包裹异氰酸酯,高分子聚合物与异氰酸酯基本不反应,仍以聚合物的形式存在。
完成所述保温的过程后,本发明优选对保温所得产物依次进行冷却、固液分离、水洗和干燥。本发明优选将保温所得产物进行冷却。本发明对所述冷却的具体方式没有特殊的限定,具体的,如自然冷却至室温。冷却完成后,本发明优选将冷却产物进行固液分离。本发明对所述固液分离的具体方式没有特殊的限定,具体的,如抽滤。固液分离完成后,本发明优选将固液分离所得固体产物进行水洗。本发明对所述水洗的具体方式没有特殊的限定,具体的,如水洗至滤液为中性。水洗完成后,本发明优选将水洗所得固体产物进行干燥。本发明对所述干燥的具体方式没有特殊的限定,具体的,如冷冻干燥。
下面结合实施例对本发明提供的异氰酸酯微囊进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
按照如下质量百分含量的原料制备异氰酸酯微囊:
水:50%;有机溶剂17.2%;高分子聚合物:12%;乳化剂:2%;异氰酸酯:18%;酸性pH调节剂0.8%。
其中,乳化剂为羧甲基纤维素钠1200;异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI);有机溶剂为二氯甲烷;高分子聚合物为聚己内酯(PCL),酸性pH调节剂为盐酸。
具体制备方法如下:
将聚己内酯溶解于二氯甲烷中配制成质量分数为30%的高分子聚合物溶液,将所述高分子聚合物溶液倒入反应釜中,再加入异氰酸酯,在室温下,以800rpm的转速进行机械搅拌使二者充分混合,得到油相;
将乳化剂、水和酸性pH调节剂混合,并调节pH值为2.5,得到水相;
将所述油相与水相混合,在800rpm的转速下机械搅拌,进行乳化5min,直至混合物呈现乳黄色,1小时内不分层,得到乳液;
将所述乳液加热至45℃,进行保温120min,出料,冷却至室温,抽滤,水洗至滤液为中性,冻干,得到异氰酸酯微囊。
图1为本发明实施例1制备的异氰酸酯微囊的实物图;由图可知,本发明所制备的异氰酸酯微囊为橘黄色分散的颗粒,可以实现大量制备。
图2为本发明实施例1制备的异氰酸酯微囊的扫描电子显微镜图;由图可知,本发明制备的异氰酸酯微囊呈现表面光滑的球型。
图3为本发明实施例1制备的异氰酸酯微囊的傅里叶红外光谱图;由图3可知,PAPI曲线和异氰酸酯微囊曲线在2250cm-1处均有较强的特征峰,说明异氰酸酯微囊中含有大量的PAPI,囊芯(经压破微囊提取)的曲线与PAPI相似,说明囊芯主要为PAPI,而且异氰酸酯微囊的曲线具有PAPI和PCL的共同特征。图3从化学结构方面证明,异氰酸酯PAPI被高分子聚合物PCL包裹。
稳定性测试:将实施例1制备的异氰酸酯微囊和常规的异氰酸酯分别与PVA溶液混合,观察现象。
结果发现:常规的异氰酸酯与PVA溶液(质量浓度15%)混合后1h内出现凝胶,粘度大于100000mps,这是由于异氰酸酯与PVA或水发生了化学反应,而本发明实施例1制备的异氰酸酯微囊在PVA溶液中未出现凝胶,粘度测试仪检测溶液的粘度,发现粘度基本未发生变化,说明异氰酸酯微囊中的异氰酸酯被包裹,不能与PVA或水发生化学反应。
实施例2
实施例2的原料、制备步骤与实施例1完全相同,与实施例1的区别仅在于乳化过程的转速为1000rpm。
实施例3
实施例3的原料、制备步骤与实施例1完全相同,与实施例1的区别仅在于乳化过程的转速为1200rpm。
实施例4
实施例4的原料、制备步骤与实施例1完全相同,与实施例1的区别仅在于乳化过程的转速为1400rpm。
图4为本发明实施例1~4在不同搅拌速率下制备的异氰酸酯微囊的粒径及粒径分布图;由图可知,实施例1~4制备的异氰酸酯微囊的粒径分别约为352μm、296μm、248.9μm、209.3μm。由此可知,根据实际要求,可通过改变乳化过程的转速,制备出不同粒径的异氰酸酯微囊。
实施例5
按照下列质量百分含量的原料制备异氰酸酯微囊:
水:53%;有机溶剂17.2%;高分子聚合物:9%;乳化剂:2%;异氰酸酯:18%;酸性pH调节剂0.8%。
其中,乳化剂为羧甲基纤维素钠1200;异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI);有机溶剂为二氯甲烷;高分子聚合物为聚己内酯,酸性pH调节剂为盐酸。
具体制备方法如下:
将聚己内酯溶解于二氯甲烷中配制成质量分数为30%的高分子聚合物溶液,将所述高分子聚合物溶液倒入反应釜中,再加入异氰酸酯,在室温下,以1200rpm转速机械搅拌使二者充分混合,得到油相;
将乳化剂、水和pH调节剂混合,并调节pH值为2.5,得到水相;
将所述油相与水相混合,以1200rpm转速机械搅拌,进行乳化5min,直至混合物呈现乳黄色,1小时内不分层,得到乳液;
将所述乳液加热至45℃,进行保温120min,出料,冷却至室温,抽滤,水洗至滤液为中性,冻干,得到异氰酸酯微囊。
实施例6
按照下列质量百分含量的原料制备异氰酸酯微囊:
水:50%;有机溶剂17%;高分子聚合物:9%;乳化剂:2.0%;异氰酸酯:21.2%;酸性pH调节剂0.8%。
其中,乳化剂为羧甲基纤维素钠1200;异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI);有机溶剂为二氯甲烷;高分子聚合物为聚己内酯,酸性pH调节剂为盐酸。
具体制备方法如下:
将聚己内酯溶解于二氯甲烷中配制成质量分数为20%的高分子聚合物溶液,将所述高分子聚合物溶液倒入反应釜中,再加入异氰酸酯,在室温下,以1200rpm转速机械搅拌使二者充分混合,得到油相;
将乳化剂、水和pH调节剂混合,并调节pH值为2.5,得到水相;
将所述油相与水相混合,以1200rpm转速机械搅拌,进行乳化5min,直至混合物呈现乳黄色,1小时内不分层,得到乳液;
将所述乳液加热至45℃,进行保温120min,出料,冷却至室温,抽滤,水洗至滤液为中性,冻干,得到异氰酸酯微囊。
实施例7
按照下列质量百分含量的原料制备异氰酸酯微囊:
水:50%;有机溶剂17.2%;高分子聚合物:12%;乳化剂:2.0%;异氰酸酯:18%;酸性pH调节剂0.8%。
其中,乳化剂为羧甲基纤维素钠1200和***胶的混合物,其中羧甲基纤维素钠1200:***胶=1:1(质量比);异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI);有机溶剂为二氯甲烷;高分子聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯,酸性pH调节剂为盐酸。
具体制备方法如下:
将聚己内酯溶解于二氯甲烷中配制成质量分数为20%的高分子聚合物溶液,将所述高分子聚合物溶液倒入反应釜中,再加入异氰酸酯,在室温下,以1200rpm转速机械搅拌使二者充分混合,得到油相;
将乳化剂、水和pH调节剂混合,并调节pH值为2.5,得到水相;
将所述油相与水相混合,以800rpm转速机械搅拌,进行乳化5min,直至混合物呈现乳黄色,1小时内不分层,得到乳液;
将所述乳液加热至45℃,进行保温120min,出料,冷却至室温,抽滤,水洗至滤液为中性,冻干,得到异氰酸酯微囊。
实施例8
按照下列质量百分含量的原料制备异氰酸酯微囊:
水:50%;有机溶剂17.2%;高分子聚合物:12%;乳化剂:2.0%;异氰酸酯:18%;酸性pH调节剂0.8%。
其中,乳化剂为***胶;异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI);有机溶剂为二氯甲烷;高分子聚合物为聚己内酯和聚甲基丙烯酸甲酯,其质量比为聚己内酯:聚甲基丙烯酸甲酯=1:1,酸性pH调节剂为盐酸。
具体制备方法如下:
将聚己内酯溶解于二氯甲烷中配制成质量分数为40%的高分子聚合物溶液,将所述高分子聚合物溶液倒入反应釜中,再加入异氰酸酯,在室温下,以1000rpm转速机械搅拌使二者充分混合,得到油相;
将乳化剂、水和pH调节剂混合,并调节pH值为2.5,得到水相;
将所述油相与水相混合,以1000rpm转速机械搅拌,进行乳化5min,直至混合物呈现乳黄色,1小时内不分层,得到乳液;
将所述乳液加热至45℃,进行保温120min,出料,冷却至室温,抽滤,水洗至滤液为中性,冻干,得到异氰酸酯微囊。
实施例9
按照下列质量百分含量的原料制备异氰酸酯微囊:
水:50%;有机溶剂17.2%;高分子聚合物:12%;乳化剂:2.0%;异氰酸酯:18%;酸性pH调节剂0.8%。
其中,乳化剂为***胶;异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI);有机溶剂为二氯甲烷;高分子聚合物为聚苯乙烯,酸性pH调节剂为盐酸。
具体制备方法如下:
将聚苯乙烯溶解于二氯甲烷中配制成质量分数为40%的高分子聚合物溶液,将所述高分子聚合物溶液倒入反应釜中,再加入异氰酸酯,在室温下,以800rpm转速机械搅拌使二者充分混合,得到油相;
将乳化剂、水和pH调节剂混合,并调节pH值为2.5,得到水相;
将所述油相与水相混合,以800rpm转速机械搅拌,进行乳化5min,直至混合物呈现乳黄色,1小时内不分层,得到乳液;
将所述乳液加热至45℃,进行保温120min,出料,冷却至室温,抽滤,水洗至滤液为中性,冻干,得到异氰酸酯微囊。
实施例10
按照下列质量百分含量的原料制备异氰酸酯微囊:
水:50%;有机溶剂17.2%;高分子聚合物:12%;乳化剂:2.0%;异氰酸酯:18%;酸性pH调节剂0.8%。
其中,乳化剂为***胶;异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI);有机溶剂为二氯甲烷;高分子聚合物为聚砜,酸性pH调节剂为盐酸。
具体制备方法如下:
将聚聚砜溶解于二氯甲烷中配制成质量分数为40%的高分子聚合物溶液,将所述高分子聚合物溶液倒入反应釜中,再加入异氰酸酯,在室温下,以800rpm转速机械搅拌使二者充分混合,得到油相;
将乳化剂、水和pH调节剂混合,并调节pH值为2.5,得到水相;
将所述油相与水相混合,以800rpm转速机械搅拌,进行乳化5min,直至混合物呈现乳黄色,1小时内不分层,得到乳液;
将所述乳液加热至45℃,进行保温120min,出料,冷却至室温,抽滤,水洗至滤液为中性,冻干,得到异氰酸酯微囊。
实施例11
按照下列质量百分含量的原料制备异氰酸酯微囊:
水:50%;有机溶剂17.2%;高分子聚合物:12%;乳化剂:2.0%;异氰酸酯:18%;酸性pH调节剂0.8%。
其中,乳化剂为***胶;异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI);有机溶剂为二氯甲烷;高分子聚合物为复合高分子材料由聚苯乙烯和聚己内酯混合而成质量配比为聚苯乙烯:聚己内酯=1:1,酸性pH调节剂为盐酸。
具体制备方法如下:
将聚苯乙烯、聚己内酯分别溶解于二氯甲烷中配制成质量分数为40%的高分子溶液,将所述高分子聚合物溶液倒入反应釜中,利用机械搅拌使其充分混合后,加入异氰酸酯,在室温下,以800rpm转速机械搅拌使二者充分混合,得到油相;
将乳化剂、水和pH调节剂混合,并调节pH值为2.5,得到水相;
将所述油相与水相混合,以800rpm转速机械搅拌,进行乳化5min,直至混合物呈现乳黄色,1小时内不分层,得到乳液;
将所述乳液加热至45℃,进行保温120min,出料,冷却至室温,抽滤,水洗至滤液为中性,冻干,得到异氰酸酯微囊。
实施例12
按照下列质量百分含量的原料制备异氰酸酯微囊:
水:50%;有机溶剂17.2%;高分子聚合物:12%;乳化剂:2.0%;异氰酸酯:18%;酸性pH调节剂0.8%。
其中,乳化剂为***胶;异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI);有机溶剂为二氯甲烷;高分子聚合物为复合高分子材料由烯萜树脂和聚己内酯混合而成质量配比为烯萜树脂:聚己内酯=1:1,酸性pH调节剂为盐酸。
具体制备方法如下:
将烯萜树脂、聚己内酯分别溶解于二氯甲烷中配制成质量分数为40%的高分子聚合物溶液,将所述高分子聚合物溶液倒入反应釜中,利用机械搅拌使其充分混合后,加入异氰酸酯,在室温下,以800rpm转速机械搅拌使二者充分混合,得到油相;
将乳化剂、水和pH调节剂混合,并调节pH值为2.5,得到水相;
将所述油相与水相混合,以800rpm转速机械搅拌,进行乳化5min,直至混合物呈现乳黄色,1小时内不分层,得到乳液;
将所述乳液加热至45℃,进行保温120min,出料,冷却至室温,抽滤,水洗至滤液为中性,冻干,得到异氰酸酯微囊。
由以上实施例可知,本发明提供了一种异氰酸酯微囊,本发明的异氰酸酯微囊以高分子聚合物为囊壁,以异氰酸酯为微芯,是一种高分子聚合物包裹异氰酸酯微囊,该异氰酸酯微囊能够将液态异氰酸酯固态化,提高异氰酸酯的稳定性,能够延长异氰酸酯的时效,掩盖异氰酸酯的不良气味;
本发明采用溶剂挥发法制备异氰酸酯微囊,制备的微囊具有较高的活性,-NCO%含量高达22%(所使用的异氰酸酯的-NCO%为28%时),且基本无气味,呈分散的球型颗粒,粒径可控,具有使用、运输、储存方便等优势。
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,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种异氰酸酯微囊,以高分子聚合物为囊壁,以异氰酸酯为微芯,所述异氰酸酯微囊由包括以下质量百分含量的原料制备而成:
水30~57%,乳化剂0.2~2%,异氰酸酯14~28%,有机溶剂2.9~19.1%,高分子聚合物2.2~27.4%,酸性pH调节剂0.2~5%;
所述高分子聚合物为聚己内酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、烯萜树脂、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜和聚乳酸中的一种或几种;
所述异氰酸酯微囊的制备方法,包括以下步骤:
将高分子聚合物、异氰酸酯和有机溶剂混合,得到油相;
将乳化剂、水和酸性pH调节剂混合,得到水相;
将所述水相与油相混合,进行乳化,得到乳液;
将所述乳液进行溶剂挥发,得到异氰酸酯微囊。
2.根据权利要求1所述的异氰酸酯微囊,其特征在于,所述乳化剂为羧甲基纤维素钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇和***胶中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的异氰酸酯微囊,其特征在于,所述异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯、六亚甲基异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和异氟尔酮异氰酸酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的异氰酸酯微囊,其特征在于,所述有机溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、苯、甲苯、***和四氢呋喃中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的异氰酸酯微囊,其特征在于,所述酸性pH调节剂为硫酸、盐酸、甲酸、乙酸、磷酸、氯化铵和硫酸铵中的一种或几种。
6.权利要求1所述异氰酸酯微囊的制备方法,包括以下步骤:
将高分子聚合物、异氰酸酯和有机溶剂混合,得到油相;
将乳化剂、水和酸性pH调节剂混合,得到水相;
将所述水相与油相混合,进行乳化,得到乳液;
将所述乳液进行溶剂挥发,得到异氰酸酯微囊。
7.根据权利要求6所述制备方法,其特征在于,所述水相的pH值为1~5。
8.根据权利要求6所述制备方法,其特征在于,所述溶剂挥发的温度为20~60℃,时间为30~600min。
9.根据权利要求6所述制备方法,其特征在于,所述溶剂挥发在搅拌条件下进行,所述搅拌的转速为600~3000rpm。
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