ВСЕСОЮЗНАЯ mmm-mmimml Советский патент 1973 года по МПК B01J13/12 C08J9/14 

Изобретение относится к способам получения полы.х сферических частиц (м.икросфер) из тер1мопластичных материалов.

Известен способ -получения полых микросфер из сополимера акрилонитрила с виНилиденхлоридом. Этот способ заключается в том, что сополимер, изготовленный в виде капсул, состоящих из полимерной оболочки и ядра из сжиженного изобутана, нагревается до 90-120°С, при этом оболочка капсулы размягчается, а «зобутан испаряется и, действуя как вспениватель, расширяет оболочку, образуя полую .микросферу.

Этот метод получения микросфер применим только к .материалу, выполненному в виде микрокапсул. Если исходный материал изготовлен в .виде микрогранул, с равномерно распределенной по весу объему низкокипящей жидкостью, то по этому методу из каждой гранулы образуется сферическая микропена. Другим недостатком известного способа является необходимость нагрева до Сравнительно высоких температур (90- 120°С) для размягчения и вспенивания исходного материала, для чего требуются печи специальных конструкций.

С щелью расширения границ применения способа для использования полимеров с близкими температурами плавления и деструкции, например, полистирола, в форме капсул или

гранул, полученных по эмульсионному -или суспензионному методам и насыщенных в процессе получения низкокипящей жидкостью, нагревают при температуре кипения

этой жидкости в жидкой среде, представляющей собой эмульсию растворителя термопластичной смолы в среде ее нерастворителя.

Для осуществления .медленного набухания необходимо использовать именно эмульсии,

так как при использовании чистого растворителя произойдет растворение смолы. В процессе набухания частицы смолы приобретают эластичность, а низкокипящая жидкость, превращаясь в пар, раздувает их в микросферы.

Предполагается следующий механизм образования микросфер из микрогранул, в которых низкокипящая жидкость равномерно распределена по всему объему.

При набухании, по мере проникновения раствор.ителя внутрь ч астицы, поверхностные слои ее последовательно приобретают эластичность и освобождаются от паров низкокипя.щей жидкости, так как набухание проводят при температуре не ниже температуры ее кипения. По мере утолщения набухающего слоя его способность противостоять давлению паров низкокипящей жидкости возрастает, и, наконец, набухший слой достигает такой толщины, при которой отдельные образовавшиеся пузырьки пара прорвать его не в состоянии. В дальнейшем при набухания глубжележащих слоев выделение из них пара низкокипящей жидкости происходит уже в образовавшиеся пузырьки, что сопровождается ростом и истончением пленок смолы между ними, и, наконец, слиянием их в один пузырек, располагаюш,ийся в центре частицы. Таким образом, частица превращается в полую сфеРУ- Если же микрогранулы тер.мопластичного материала с равномерно распределенной в их объеме низкокипящей жидкостью подвергнуть нагреванию до температуры размягчения смолы, как это делается в известном способе, то, ввиду малых размеров частицы, перепад температур снаружи и внутри ее практически будет отсутствовать, а это значит, что все слои частиды более или менее одновременно приобретут определенную эластичность и вся низкокипящая жидкость при условии, что температура ее кипения ниже температуры размягчения смолы, одновременно превратится в пузырьки пара. В результате этого вся масса частицы вспенится по всему объему, т. е. получится микропена. Предлагаемый способ получения полых микросфер из тер.мопластичных смол прост в осуществлении и не требует специального Oiбopyдoвaния. Способ дает возможность использовать для получения микросфер отечественные марки ПСБ, в том числе фракции с размером частиц меньще 0,5 мм, непригодные для использования их по основному назначению - получению пенопластов. По этому способу можно получать микросферы и тогда, когда исходный материал представлен в виде микрокапсул, а нагрев, требуемый для размягчения стенок капсул, нежелателен. Способ дает возможность получать микросферы с заданными -размерами, используя требуемые фракции порошка, с необходимыми плотностями, используя порошки с различным содержанием низкокипящей жидкости. По предлагаемому способу можно получать полые микросферы из порошков любых растворимых тер.мопластичных смол, в которые предварительно введена низкокипящая жидкость, и использовать для осуществления набухания разные растворители в виде эмульсий. Ниже приводится пример получения полых сферических частиц из фракции бисерного полистирола с размером частиц 0,20-0,30 мм, насыщенного изопентаном (4%) и имеющего плотность 0,65 г/см. Пример. 20 вес. ч. бисерного полистирола при энергичном перемешивании вводят в эмульсию, состоящую из 180 вес. ч. 2%-ного раствора карбоксиметилцеллюлозы в воде и 18,5 вес. ч. бензола, содержащего 2% сульфорицината Е. После этого систему при слабом перемещивании, до-статочном, для пре,дотвращения коалесценсии эмульсии, выдерживают 40 мин при 25-30°С. По истечении указанного времени перемешивание прекращают, и всплывшие частицы переносят для промывки в сосуд с водой, после чего микросферы отделяют фильтрованием и высушивают при комнатной температуре в течение 24 час. Полученные полые сферические частицы имеют истинную плотность по воздуху 0,25 г/см и диаметр в диапазоне 500-700 мк. Предмет изобретения Способ получения полых сферических частиц на основе термопластичных смол путем нагревания частиц этих смол, содержащих низкокипящую жидкость, отличающийся гем, что, с целью расширения границ применения способа для полимеров с близкими температурами плавления и деструкции, например, полистирола, частицы нагревают при температуре кипения этой жидкости в жидкой среде, представляющей собой эмульсию растворителя термопластичной смолы в среде ее нерастворителя.