過氧化苯甲酰微膠囊的制備與應(yīng)用

林春霞，許 愿

(煙臺德邦科技有限公司，山東 煙臺 264006)

過氧化苯甲酰微膠囊的制備與應(yīng)用

林春霞，許 愿

(煙臺德邦科技有限公司，山東 煙臺 264006)

以尿素、三聚氰胺和甲醛的預(yù)縮合物為壁材，過氧化苯甲酰為囊芯，采用原位聚合的方法制備了過氧化苯甲酰微膠囊。討論了在過氧化苯甲酰微膠囊形成過程中不同種類的潤濕分散劑及其用量、酸的加入速度等對微膠囊狀態(tài)及粒徑分布的影響，通過大量對比實驗，得出制備過氧化苯甲酰微膠囊的最佳反應(yīng)條件、適宜的分散劑及用量。同時，通過相關(guān)的膠黏劑配方試驗表明，將制備的微膠囊應(yīng)用于螺紋鎖固厭氧膠中，取得良了好的效果，能夠很好滿足客戶的技術(shù)要求。

膠黏劑；過氧化苯甲酰；微膠囊

前 言

微膠囊的制備技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代，在70年代中期得到迅猛發(fā)展，尤其是在膠黏劑領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。從厭氧膠擴大到密封膠、導(dǎo)電膠、日用膠等許多通用膠及特種膠，而且其中很多產(chǎn)品已經(jīng)工業(yè)化。由于其應(yīng)用簡單、效果好，已越來越受到使用者的歡迎。常見的膠黏劑中很多都是雙組分的，這兩種組分混合均勻后就可固化，但只能現(xiàn)配現(xiàn)用，不能存放較長時間。為了增加使用的方便性和貯存穩(wěn)定性，將其中之一微膠囊化，再與另一種成分相混合時，二者就不會相互反應(yīng)，處于穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)該混合物用于粘接面上膠囊受擠壓破裂后就會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到既定的固化狀態(tài)。

本文以過氧化苯甲酰為囊芯，尿素、三聚氰胺和甲醛預(yù)縮合物為壁材，用原位聚合法進(jìn)行微膠囊化，所制得的膠囊粒徑小而均勻，在厭氧膠中使用取得了良好的效果。

1 實驗部分

1.1 原料與儀器

尿素（工業(yè)級）、三聚氰胺（工業(yè)級）、甲醛（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%～40%，分析純）、過氧化苯甲酰（工業(yè)級）、三乙醇胺（分析純）、鹽酸（分析純）、715W、DH-502、BYK-154。

強力電動攪拌機、三口燒瓶、OLYMPUS生物顯微鏡、TA-Ⅱ型激光粒度分析儀、JSM-35C掃描電子顯微鏡。

1.2 實驗方法

三聚氰胺、尿素、甲醛按適當(dāng)?shù)谋壤尤氲饺跓恐校瑪嚢枞芙猓萌掖及氛{(diào)節(jié)體系的pH值為8～9，在70℃下反應(yīng)1h，制得透明預(yù)聚物的溶液；加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%的表面活性劑水溶液稀釋后，冷卻至20～25℃，加入過氧化苯甲酰，快速攪拌30min左右，使混合液分散均勻，緩慢加入鹽酸溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為2～3.5，待微膠囊完全形成后，溫度升高到45℃，繼續(xù)反應(yīng)2h，過濾、洗滌、干燥后得到微膠囊產(chǎn)品。

用顯微鏡監(jiān)測微膠囊化全過程，用掃描電鏡（SEM）觀測微膠囊的表面形態(tài)、粒徑大小，用粒度分布測定儀測定微膠囊的平均粒徑及粒度分布，用溶劑萃取法測定微膠囊的包覆率。

2 結(jié)果與討論

2.1 分散劑的選擇及用量

在脲醛樹脂制備微膠囊的工藝中，分散劑的作用是非常大的，它直接關(guān)系到能否形成微膠囊、微膠囊的顆粒形狀及大小。可選用的分散劑主要是馬來酸酐及其水解物、丙烯酸、甲基丙烯酸與乙烯類單體（如苯乙烯、乙烯、乙烯醇、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酰胺、異丁烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯腈等）的共聚物。另外，也可以使用丙烯酸、甲基丙烯酸共聚物的堿金屬鹽（如鈉鹽、鉀鹽）。本實驗采用羧酸類分散劑 715W、DH-502、5040、BYK-154 進(jìn)行對比，由表1可以看出，在相同添加量的情況下，用DH-502作分散劑所制得的微膠囊粒徑小、分布均勻、包覆率高，因此選用DH-502作分散劑，加入量為0.3%。

表1 分散劑對微膠囊的影響Table 1 The effect of dispersant on microcapsules

2.2 酸加入速度對微膠囊粒度的影響

目前脲醛樹脂的制備絕大多數(shù)工廠采用先弱堿后弱酸的工藝，本實驗也是采用此方法的，包囊過程發(fā)生在縮聚反應(yīng)階段，在酸性條件下有利于縮聚反應(yīng)的進(jìn)行，在堿性條件下，反應(yīng)過慢，難以完成包封形成微膠囊。因此反應(yīng)體系的pH值對反應(yīng)產(chǎn)物有很大的影響。包封過程是在酸性條件下進(jìn)行的，綜合考慮，本實驗采用鹽酸溶液來調(diào)節(jié)體系的pH值，并且鹽酸溶液的加入速度對微膠囊的粒度有較大的影響，酸加入速度越慢，反應(yīng)所生成的微膠囊粒度越小。實驗表明，鹽酸的加入速度以3h為宜，形成的微膠囊結(jié)構(gòu)緊密，粒徑小，分布窄。

圖1 鹽酸加入速度對微膠囊粒度分布的影響Fig.1 The effect of adding velocity of hydrochloric acid on the particle size distribution of microcapsule

2.3 微膠囊在螺紋鎖固厭氧膠中的應(yīng)用

選用DH-502作分散劑，控制鹽酸的加入速度為3h制備微膠囊。將制備的微膠囊與自制的厭氧膠A組分按一定比例混合均勻，配制成可預(yù)涂的螺紋鎖固厭氧膠，同時與某進(jìn)口品牌的微膠囊一起做黏度、固定時間與破壞力矩測試，測試結(jié)果對比如表2。

表2 性能測試對比Table 2 The comparison of performance test

數(shù)據(jù)顯示，制備的微膠囊在50℃環(huán)境下放置7d后黏度沒有發(fā)生變化，表明過氧化苯甲酰的微囊化是明顯有效的，而且有較好的穩(wěn)定性。從固定時間和力矩測定結(jié)果來看，微囊化應(yīng)用于預(yù)涂螺紋鎖固厭氧膠，其力學(xué)性能與進(jìn)口微膠囊應(yīng)用相當(dāng)，可以滿足使用要求。

3 結(jié)論

以尿素、三聚氰胺、甲醛的預(yù)縮合物為壁材，過氧化苯甲酰為囊芯，采用原位聚合法制備了過氧化苯甲酰微膠囊。實驗以DH-502為分散劑，加入量為0.3%；以鹽酸為酸性催化劑，加入速度為3h。制備的微膠囊應(yīng)用于螺紋鎖固厭氧膠，穩(wěn)定性和機械性能均與某進(jìn)口品牌相當(dāng)，能滿足客戶使用要求。

［1］宋健.微膠囊化技術(shù)及應(yīng)用［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001：9.

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［3］李嵐,袁莉,梁國正,等.工藝參數(shù)對聚脲甲醛包覆環(huán)氧樹脂微膠囊物性的影響［J］.復(fù)合材料學(xué)報，2006,23(5)：51～57.

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［5］冀林仙,史曉濱,鄭保忠,等.脲醛樹脂微膠囊穩(wěn)定性研究［J］.山西化工，2006(5)：14～15.

［6］白若飛,傅相鍇,龔永峰,等.原位聚合法制備厭氧膠固化引發(fā)劑微膠囊［J］.應(yīng)用化學(xué)，2007(6)：693～697.

Preparation and Application of BPO Microcapsules

LIN Chun-xia and XU Yuan
(Yantai Darbond Technology Co.,Ltd.,Yantai 264004,China)

The BPO microcapsules were prepared by in-situ polymerization with using urea,melamine and formaldehyde resin as wall materials,and BPO as core material.The effects of various wetting dispersants and their amounts,adding velocity of acid on the particle size distribution and status of microcapsules were discussed,and the optimal conditions,appropriate dispersant and its amount for preparing BPO microcapsules were obtained through many contrast experiments.The prepared microcapsules were successfully applied in thread locking adhesive based on the related formulation experiments of adhesive;it could meet the clients’requirement.

Adhesive;BPO;microcapsules

TQ436.9

A

1001-0017（2012）05-0058-02

2012-04-16

林春霞（1967－），女，山東煙臺人，主要從事各種工程膠黏劑的研發(fā)制備與性能研究工作。