脹微球可立即用于其意欲目的或者填充到塑料袋、筒或其它合適的包裝中。
[0039]本發(fā)明方法和裝置特別用于是生產(chǎn)例如乳化炸藥、油漆、聚酯膩子、基于聚酯的人造木配制劑、聚氨酯或環(huán)氧樹脂、基于環(huán)氧樹脂的人造大理石、彈性體、填縫料、密封劑、粘合劑、苯酚樹脂、灰泥、電纜填充化合物、雕塑粘土、微孔聚氨酯泡沫、用于熱敏性打印紙的涂層或其它類型的涂料時現(xiàn)場膨脹。然后可將離開裝置的膨脹微球直接加入這類產(chǎn)品的生產(chǎn)線中。例如，可將膨脹微球流在乳化炸藥的生產(chǎn)期間在線地直接加入乳液流中或者在將井孔用來自貨車的乳化炸藥填充期間直接加入乳液中。在后一種情況下，炸藥可在采礦現(xiàn)場敏化并且不經(jīng)敏化而送入礦中。
[0040]本發(fā)明方法和膨脹裝置可用于所有已知類型的可膨脹熱塑性微球，例如以商標Expancel?出售的那些。有用的可膨脹熱塑性微球及其制備還描述于例如美國專利3615972、3945956、4287308、5536756、6235800、62353946509384、6617363 和 6984347，美國專利申請公開 US 2004/0176486 和 2005/0079352，EP 486080、EP 566367、EP 1067151、EP 1230975、EP 1288272、EP 1598405、EP 1811007 和 EP 1964903, WO 2002/096635、WO 2004/072160、WO 2007/091960、WO 2007/091961 和 TO 2007/142593，以及 JP 公開N0.1987-286534 和 2005-272633 中。
[0041]合適的熱塑性微球優(yōu)選具有由聚合物或共聚物制成的熱塑性殼，所述聚合物或共聚物可通過使各種烯屬不飽和單體聚合而得到，所述烯屬不飽和單體可以為含腈單體，例如丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、α-乙氧基丙烯腈、富馬腈、巴豆腈，丙烯酸酯，例如丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異冰片酯或甲基丙稀酸乙酯，乙稀基鹵化物，例如氯乙稀；偏二鹵乙稀，例如偏二氯乙稀，乙稀基卩比啶，乙稀基酯，例如乙酸乙稀酯，苯乙稀，例如苯乙稀、鹵代苯乙稀或α -甲基苯乙稀，或者二稀烴，例如丁二烯、異戊二烯和氯丁二烯。也可使用上述單體的任何混合物。
[0042]有時可能理想的是用于聚合物殼的單體還包括交聯(lián)多官能單體，例如以下一種或多種:二乙烯基苯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、1，3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二羥甲基三環(huán)癸烷二(甲基)丙烯酸酯、三烯丙醇縮甲醛三(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、PEG #200 二(甲基)丙烯酸酯、PEG #400 二(甲基)丙烯酸酯、PEG #600 二(甲基)丙烯酸酯、3-丙烯酰氧基二醇單丙稀酸酯、三丙稀醇縮甲醛(triacryl formal)或三稀丙基異氰酸酯、三稀丙基異氰尿酸酯等。如果存在的話，這類交聯(lián)單體優(yōu)選構(gòu)成用于聚合物殼的單體總量的0.1-1重量％，最優(yōu)選0.2-0.5重量％。優(yōu)選，聚合物殼構(gòu)成總微球的60-95重量％，最優(yōu)選75-85
重量％。
[0043]聚合物殼的軟化溫度，通常相當于它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，優(yōu)選為50-250°C或100-230。。。
[0044]微球中的發(fā)泡劑通常為沸點溫度不高于熱塑性聚合物殼的軟化溫度的液體。發(fā)泡劑，有時也稱為發(fā)泡劑或推進劑，可以為至少一種烴，例如正戊烷、異戊烷、新戊烷、丁烷、異丁烷、己烷、異己烷、新己烷、庚烷、異庚烷、辛烷和異辛烷，或其混合物。另外，還可使用其它烴類型，例如石油醚，和氯化或氟化烴，例如甲基氯、二氯甲烷、二氯乙烷、二氯乙烯、三氯乙烷、三氯乙烯、三氯氟甲烷等。特別優(yōu)選的發(fā)泡劑包含以下至少一種:異丁烷、異戊烷、異己烷、環(huán)己烷、異辛烷、異十二烷及其混合物，優(yōu)選異辛烷。發(fā)泡劑適當?shù)貥?gòu)成微球的5-40重量％。
[0045]發(fā)泡劑在常壓下的沸點可在寬范圍內(nèi)，優(yōu)選-20至200°C，最優(yōu)選-20至150°C，最優(yōu)選-20至100°C。
[0046]可膨脹微球開始膨脹時的溫度取決于發(fā)泡劑和聚合物殼的組合，且具有各種膨脹溫度的微球是市售的。微球在常壓下開始膨脹的溫度稱為Tffte。本發(fā)明中所用可膨脹微球優(yōu)選具有40-230 °C，最優(yōu)選60-180 °C的T開始。
[0047]附圖闡述本發(fā)明實施方案。
[0048]圖顯示包含與換熱器4(形成加熱區(qū))連接的液壓隔膜栗I和脈沖消除裝置2的裝置。換熱器4具有入口 10和出口 8，其為在一端具有噴嘴形式的流通面積限制的管道形式。換熱器進一步包含由傳熱介質(zhì)(未顯示)如熱水、蒸汽或油圍繞的一個或多個管(未顯示)。裝置進一步包含壓力計3、安全閥5、控制閥6、溫度計7和三通閥9。
[0049]裝置通過借助液壓隔膜栗I將可膨脹微球漿料例如由漿料罐(未顯示)栗送通過換熱器4而操作，其中通過傳熱介質(zhì)將它加熱至微球開始膨脹或者至少會在常壓下開始膨脹的溫度。液壓隔膜栗產(chǎn)生足夠的壓力以將漿料輸送通過換熱器4并禁止其中的微球完全膨脹。熱漿料通過任選具有流通面積限制的出口 8流出進入自由空氣中，產(chǎn)生與常壓的壓降，導(dǎo)致微球在自由空氣中快速膨脹和冷卻。脈沖消除裝置2抑制來自液壓隔膜栗I的漿料流波動。換熱器中的壓力和溫度分別可通過壓力計3和溫度計7監(jiān)控。設(shè)備可通過借助栗I前面的三通閥9可膨脹微球漿料交換例如洗滌水而清洗。換熱器4中所用傳熱介質(zhì)的流動和壓力由控制閥6調(diào)整。
[0050]實施例1:
[0051]通過使用根據(jù)附圖的裝置將來自AkzoNobel的可膨脹微球Expancel?051_40膨脹。將具有15重量％微球的含水漿料在20°C下以3升/分鐘的速率栗送通過包含由熱蒸汽作為傳熱介質(zhì)圍繞的7個管的換熱器，所述管各自具有1mm的內(nèi)徑、12mm的外徑和1.95米的長度。栗產(chǎn)生在換熱器內(nèi)保持的30巴的壓力，且蒸汽傳送足以將漿料加熱至130°C的熱能。微球通過具有噴嘴的出口離開換熱器進入20°C的開放空氣中并膨脹以達到22g/dm3的密度，所述噴嘴具有1.5mm的開口。膨脹微球產(chǎn)物具有15重量％的固體含量，且顯微鏡研究顯示產(chǎn)物基本不含聚集體。
[0052]實施例2:
[0053]通過使用包含位于填充有保持在100°C溫度的熱水的罐中的單一 5.8米長銅管的裝置將來自AkzoNobel的可膨脹微球Expance 1?031膨脹。銅管具有6.3mm的內(nèi)徑和7.8mm的外徑，但不具有任何流通面積限制。將具有20重量％微球的含水漿料在20°C的溫度下用隔膜栗以80升/小時的速率栗送通過由熱水作為傳熱介質(zhì)圍繞的銅管。隔膜栗產(chǎn)生6巴的壓力。微球通過出口離開銅管換熱器并在最終膨脹以后達到24g/dm3的密度。膨脹微球產(chǎn)物具有20重量％的固體含量，且顯微鏡研究顯示產(chǎn)物基本不含聚集體。
【主權(quán)項】
1.由包含包封發(fā)泡劑的熱塑性聚合物殼的未膨脹可熱膨脹熱塑性微球制備膨脹熱塑性微球的方法，所述方法包括: (a)將這種可膨脹熱塑性微球在液體介質(zhì)中的漿料供入加熱區(qū)中； (b)在不與任何流體傳熱介質(zhì)直接接觸下將漿料在加熱區(qū)中加熱，以使得可膨脹微球至少達到它們會在常壓下開始膨脹的溫度，并保持加熱區(qū)中的壓力足夠高以使得漿料中的微球不完全膨脹；和 (c)將可膨脹微球的漿料從加熱區(qū)中取出送入具有足夠低的壓力以使微球膨脹的區(qū)中。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中加熱區(qū)中的壓力保持在5-50巴。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中將可膨脹微球的漿料在加熱區(qū)中加熱至60-160°C的溫度。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的方法，其中可膨脹微球的漿料流過加熱區(qū)，所述加熱區(qū)為包含被不與可膨脹微球漿料直接接觸的傳熱介質(zhì)圍繞的至少一個管道或管的換熱器。5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中至少一個管道或管各自具有2-25mm的內(nèi)徑。6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的方法，其中熱由電加熱元件提供。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項的方法，其中將可膨脹微球的漿料通過出口從加熱區(qū)中取出，所述出口產(chǎn)生對應(yīng)于加熱區(qū)內(nèi)部與加熱區(qū)外部之間壓差的壓降。8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中出口提供有流通面積限制以產(chǎn)生壓降。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項的方法，其中將可膨脹微球的漿料從加熱區(qū)中取出進入常壓區(qū)中。10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項的方法，其中將可膨脹微球的漿料借助栗供入加熱區(qū)中，所述栗在加熱區(qū)中提供足夠高的壓力以使微球在其中不完全膨脹。11.用于使包含包封發(fā)泡劑的熱塑性聚合物殼的未膨脹可熱膨脹熱塑性微球膨脹的裝置，所述裝置包括具有入口和出口并且能夠經(jīng)受至少4巴壓力的加熱區(qū)，用于將未膨脹的可膨脹熱塑性微球在液體介質(zhì)中的漿料供入加熱區(qū)中并且能夠在加熱區(qū)中產(chǎn)生至少4巴壓力的裝置；和用于將可膨脹微球漿料在不與任何流體傳熱介質(zhì)直接接觸下加熱至溫度至少60 °C的裝置。12.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其中出口提供有流通面積限制足以產(chǎn)生對應(yīng)于加熱區(qū)內(nèi)部與加熱區(qū)外部之間壓差的壓降。13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的裝置，其中加熱區(qū)為換熱器，其包含被不與可膨脹微球漿料直接接觸的傳熱介質(zhì)圍繞的至少一個管道或管。14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一項的裝置，其中加熱區(qū)包含被不與可膨脹微球漿料直接接觸的傳熱介質(zhì)圍繞的單一管道或管。15.根據(jù)權(quán)利要求11或12的裝置，其中加熱區(qū)包含至少一個管道或管和在所述至少一個管道或管內(nèi)部和/或外部提供的電加熱元件。
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于由包含包封發(fā)泡劑的熱塑性聚合物殼的未膨脹可熱膨脹熱塑性微球制備膨脹熱塑性微球的方法和裝置，所述方法包括：(a)將該可膨脹熱塑性微球在液體介質(zhì)中的漿料供入加熱區(qū)中；(b)在不與任何流體傳熱介質(zhì)直接接觸下將漿料在加熱區(qū)中加熱，以使得可膨脹微球至少達到它們會在常壓下開始膨脹的溫度，并保持加熱區(qū)中的壓力足夠高以使得漿料中的微球不完全膨脹；和(c)將可膨脹微球的漿料從加熱區(qū)中取出送入具有足夠低的壓力以使微球膨脹的區(qū)中。
【IPC分類】C04B20/06
【公開號】CN105263881
【申請?zhí)枴緾N201480032027
【發(fā)明人】L-O·薩維德伯格, P·艾登
【申請人】阿克佐諾貝爾化學(xué)國際公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2014年5月27日
【公告號】CA2911954A1, EP3008029A1, US20160115290, WO2014198532A1