一种彩色聚丙烯酸脂类高分子微球的制备方法

摘要

一种彩色聚丙烯酸脂类高分子微球的制备方法，属于功能高分子微球制备技术领域。本发明首先合成带有双键官能团的功能性的染料，然后以此类染料、丙烯酸酯类单体、分散稳定剂和引发剂为原料，在醇中制备彩色聚丙烯酸脂类高分子微球。该彩色微球粒径在1-10μm，粒径均一，在染料用量很低的情况下就可以制备满足应用需求的彩色微球。本发明的彩色聚丙烯酸脂类高分子微球用于激光打印机的墨粉，涂料、塑料、橡胶、纤维的着色、防止染料迁移和增韧。

说明书

技术领域

本发明公开了一种彩色聚丙烯酸脂类高分子微球的制备方法，属于功能高分子微球制备技术领域。

背景技术

分散聚合法是制备1～10 μm单分散微球的较好的方法。作为功能高分子材料，在分析化学、生物化学、免疫医学、标准计量领域有着广泛的用途，尤其是已深入到某些高新技术领域中(如信息记忆、药物及催化剂载体等)，因而对这类树脂的研究越来越受到重视。目前，微球的粒径控制，表面功能化，特殊形态的微球以及功能微球是大家的研究重点。但是，对于制备粒径均一的大粒径不同颜色的微球目前研究的科研工作者较少，市场上的产品也是很少。因此积极研究粒径均一的大粒径不同颜色的微球具有很深远的意义。本发明制备的彩色微球粒径在1～10 μm，粒径均一，在染料用量很低的情况下就可以制备满足应用需求的彩色微球。对于墨粉，涂料、塑料、橡胶纤维的着色、防止染料迁移和增韧有着很好的应用前景。

发明内容

本发明的目的是公开一种彩色聚丙烯酸脂类高分子微球的制备方法。

本发明的技术方案：一种彩色聚丙烯酸脂类高分子微球的制备方法，首先合成带有双键官能团的功能性的染料，然后以此类染料、丙烯酸酯类单体、分散稳定剂和引发剂为原料，在醇介质中制备彩色聚丙烯酸脂类高分子微球。

原料的配比及实施步骤如下：

(1)功能性的染料的合成：以质量计取染料1份，三乙胺1份，二氯甲烷50份置于反应器中混合均匀，0℃滴加双键酰氯，滴加完毕后，35℃反应时间为3h，得到带有双键官能团的功能性的染料；

(2)彩色微球的合成：步骤(1)合成的功能性染料用量为0.05-0.5g，丙烯酸酯类单体用量为2.5g，分散稳定剂用量为0.25-0.5g，引发剂用量为0.025-0.05g，醇介质溶剂为95mL，加料时先取一半量的丙烯酸酯类单体，溶剂和全部的分散稳定剂，引发剂，置于反应器中，搅拌均匀，待形成均相后通N₂气10min，然后在65℃下反应；同时将剩余的单体、溶剂和染料也置于65℃下溶解，得后半量混合液；当先一半量物料的反应进行2h后，加入热的后半量混合液，加入完毕后继续反应24h；所得产物离心或者过滤的方法得到彩色微球；

所述染料选用染料上有个氨基或羟基官能团的染料：1-氨基蒽醌，1,4-二氨基蒽醌，酸性紫1，酸性紫7，酸性蓝25，分散红58等之一种；

所述双键酰氯选用丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯；

所述丙烯酸酯类单体选用丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯中之一种；

所述分散稳定剂选用聚乙烯吡咯烷酮；

所述引发剂选用偶氮二异丁腈、过氧化苯二甲酰或偶氮二异庚腈；

所述醇介质溶剂选用甲醇或乙醇。

本发明的有益效果：本发明制备的彩色微球微球粒径在1-10 μm，粒径均一，在染料用量很低的情况下就可以制备满足应用需求的彩色微球，很好解决了先前工作者们制备成本高，粒径不均一，染色效果差的缺点，具有非常好的应用前景。

附图说明

图1彩色聚丙烯酸酯类微球的扫描电镜图。采用S4800型扫描电镜测试的彩色聚丙烯酸酯类微球的扫描电镜图：(a)丙烯酸甲酯与1-丙烯酰胺基蒽醌共聚微球；(b)甲基丙烯酸甲酯与1-丙烯酰胺基蒽醌共聚微球；(c)丙烯酸甲酯与1-氨基-4-丙烯酰胺基蒽醌共聚微球；(d)甲基丙烯酸甲酯与1-氨基-4-丙烯酰胺基蒽醌共聚微球。

图2彩色微球的粒度测试。采用DB-525 Zeta PALS型粒度仪测定的实施例2的彩色聚丙烯酸酯类微球的粒度数据，平均粒径在2.2μm与扫描电镜中(b)的2.3μm很接近，同时微球粒径均一。

图3彩色微球的FTIR谱图。实施例2聚合的彩色微球经溶解透析提纯后的傅里叶红外光谱，3446cm^-1为染料中氨基的吸收峰，1644cm^-1为蒽醌染料中羰基的吸收峰，红外图上表明染料是通过聚合的方式进入微球的。

具体实施方法

下面结合实施例对本发明做进一步说明，而不是对本发明的限制。

实施例1 (a)丙烯酸甲酯与1-丙烯酰胺基蒽醌共聚微球的制备：

(1)功能性的染料的合成：以质量计取1-氨基蒽醌1份，三乙胺1份，二氯甲烷50份置于反应器中混合均匀，0℃滴加丙烯酰氯，滴加完毕后，35℃反应时间为3h，得到1-丙烯酰胺基蒽醌染料(黄色)；

(2)彩色微球的合成：步骤(1)合成的功能性染料1-丙烯酰氨基蒽醌用量为0.05-0.5g，丙烯酸甲酯用量为2.5g，聚乙烯吡咯烷酮用量为0.25-0.5g，AIBN用量为0.025-0.05g，甲醇为95mL，加料时先取一半量的丙烯酸甲酯、溶剂和全部的分散稳定剂、引发剂，置于反应器中，搅拌均匀，待形成均相后通N₂气10min，然后在65℃下反应；同时将剩余的单体、溶剂和染料也置于65℃下溶解；当前者反应进行2h后加入剩余热的混合液，加入完毕后继续反应24h；所得产物离心或者过滤的方法得到黄色微球，得到的黄色微球丙烯酸甲酯与1-丙烯酰胺基蒽醌共聚微球，与原来染料颜色很接近。图1a-d各图中右下角显示的标尺为0-10.0μm，看出所得共聚微球的粒径为1～10 μm。

实施例2 (b)甲基丙烯酸甲酯与1-丙烯酰胺基蒽醌共聚微球的制备：

(1)功能性的染料的合成：取1-氨基蒽醌1份，三乙胺1份，二氯甲烷50份置于反应器中混合均匀，0℃滴加甲基丙烯酰氯，滴加完毕后，35℃反应时间为3h，得到1-甲基丙烯酰胺基蒽醌染料(黄色)；

(2)彩色微球的合成：步骤(1)合成的功能性染料用量为0.05-0.5g，甲基丙烯酸甲酯用量为2.5g，聚乙烯吡咯烷酮用量为0.25-0.5g，AIBN用量为0.025-0.05g，甲醇为95mL，加料时先取一半量的甲基丙烯酸甲酯、溶剂和全部的分散稳定剂、引发剂，置于反应器中，搅拌均匀，待形成均相后通N₂气10min，然后在65℃下反应；同时将剩余的单体、溶剂和染料也置于65℃下溶解；当前者反应进行2h后加入剩余热的混合液，加入完毕后继续反应24h；所得产物离心或者过滤的方法得到黄色色微球，得到的黄色微球甲基丙烯酸甲酯与1-丙烯酰胺基蒽醌共聚微球与原来1-甲基丙烯酰胺基蒽醌染料颜色很接近。

实施例3 (c)丙烯酸甲酯与1-氨基-4-丙烯酰胺基蒽醌共聚微球的制备：

(1)功能性的染料的合成：取1,4-二氨基蒽醌1份，三乙胺1份，二氯甲烷50份置于反应器中混合均匀，0℃滴加丙烯酰氯，滴加完毕后，35℃反应时间为3h，得到1-氨基-4-丙烯酰胺基蒽醌染料(红色)；

(2)彩色微球的合成：步骤(1)合成的功能性染料用量为0.05-0.5g，丙烯酸甲酯用量为2.5g，聚乙烯吡咯烷酮用量为0.25-0.5g，BPO用量为0.025-0.05g，乙醇为95mL，加料时先取一半量的丙烯酸甲酯、溶剂和全部的分散稳定剂、引发剂，置于反应器中搅拌均匀，待形成均相后通N₂气10min，然后在65℃下反应；同时将剩余的单体、溶剂和染料也置于65℃下溶解；当前者反应进行2h后加入剩余热的混合液，加入完毕后继续反应24h；所得产物离心或者过滤的方法得到红色微球，得到的红色微球丙烯酸甲酯与1-氨基-4-丙烯酰胺基蒽醌共聚微球与原来1-氨基-4-丙烯酰胺基蒽醌染料颜色很接近。

实施例4 (d)甲基丙烯酸甲酯与1-氨基-4-丙烯酰胺基蒽醌共聚微球的制备：

(1)功能性的染料的合成：取1,4-二氨基蒽醌1份，三乙胺1份，二氯甲烷50份置于反应器中混合均匀，0℃滴加丙烯酰氯，滴加完毕后，35℃反应时间为3h，得到1-氨基-4-丙烯酰胺基蒽醌染料(红色)；

(2)彩色微球的合成：步骤(1)合成的功能性染料用量为0.05-0.5g，甲基丙烯酸甲酯用量为2.5g，聚乙烯吡咯烷酮用量为0.25-0.5g，BPO用量为0.025-0.05g，甲醇为95mL，加料时先取一半量的甲基丙烯酸甲酯、溶剂和全部的分散稳定剂、引发剂，置于反应器中，搅拌均匀，待形成均相后通N₂气10min，然后在65℃下反应；同时将剩余的单体、溶剂和染料也置于65℃下溶解；当前者反应进行2h后加入剩余热的混合液，加入完毕后继续反应24h；所得产物离心或者过滤的方法得到红色微球，得到的红色微球甲基丙烯酸甲酯与1-氨基-4-丙烯酰胺基蒽醌共聚微球与原来1-氨基-4-丙烯酰胺基蒽醌染料颜色很接近。