一種包覆彈性體的空心微球及其制備工藝與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種樹脂基復(fù)合材料及其制備工藝，尤其是涉及一種包覆彈性體的空 心微球及其制備工藝與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 彈性體是指在弱應(yīng)力下形變顯著，應(yīng)力松弛后能迅速恢復(fù)到接近原有狀態(tài)和尺寸 的高分子材料。空心微球作為一種填充材料，具有重量輕、體積大、導(dǎo)熱系數(shù)低，分散性、流 動(dòng)性、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，利用空心微球增強(qiáng)減重是改性復(fù)合材料有效途徑之一。
[0003] 為了滿足對(duì)材料越來(lái)越高的需求，在空心微球表面包覆彈性體作為填充材料，可 以滿足目前的一些例如吸聲等的特殊需求。利用彈性體的彈性弛豫效應(yīng)吸聲和空心微球的 空腔共振吸聲，多重界面效應(yīng)，可以大大提高材料的吸聲能力。
[0004] 紫外光（UV)固化是利用光引發(fā)劑（光敏劑）的感光性、在紫外線光照射下光引發(fā) 形成激發(fā)生態(tài)分子，分解成自由基或是離子，使不飽和有機(jī)物進(jìn)行聚合、接技、交聯(lián)等化學(xué) 反應(yīng)達(dá)到固化的目的，該反應(yīng)所需活化能低，可進(jìn)行低溫固化。沸騰床又稱流化床，可以將 固體顆粒形成狀如沸騰液體的流態(tài)化固體顆粒層。床層處于運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，結(jié)合紫外光照射， 使得物料照射面積增大大且照射均勻。利用沸騰床結(jié)合紫外燈作為該包覆過程的反應(yīng)器， 可以使得包覆材料包覆緊密、顆粒均勻、固化時(shí)間短，減少或者杜絕了揮發(fā)性溶劑的使用， 保護(hù)環(huán)境。
[0005] 中國(guó)專利CN 102850777 A公布了一種用于水下吸聲的聚氨酯微孔穴復(fù)合材料及 其制作方法，它由A組分和B組分組成；所述A組分含有聚氨酯彈性體基材、低密度低聲速 空心微球和高密度高聲速粉末填料。其制作方法為先合成10~20%異氰酸根含量的聚氨 酯預(yù)聚體，然后配制B組分，將上述A組分和B組分分別升溫把B組分倒入A組分中，灌注到 模具中，常溫固化。該材料采用常溫或者加溫常壓固化?？梢淮涡猿尚蛷?fù)雜造型制品或者 大尺寸制品。不含易污染水池水質(zhì)的添加劑及其他工藝助劑，因此更加符合環(huán)保要求。但 是上述材料制備工藝較為復(fù)雜，同時(shí)復(fù)合材料包括吸聲性能在內(nèi)的材料性能較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種包覆彈性體的 空心微球及其制備工藝與應(yīng)用。
[0007] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0008] 本發(fā)明提供一種包覆彈性體的空心微球，包括空心微球及包覆在空心微球外面 的彈性體，所述的彈性體由彈性樹脂在光引發(fā)劑作用下經(jīng)紫外光固化而成，各原料配比如 下：
[0009] 空心微球40-90重量份；
[0010] 彈性樹脂10-60重量份；
[0011] 光引發(fā)劑0.1-2重量份。
[0012] 所述的空心微球選自空心玻璃微球、空心陶瓷微球、多孔礦物粉或粉煤灰中的一 種或幾種。
[0013] 所述的彈性樹脂選自聚氨酯類樹脂或丙烯酸酯類樹脂，或兩者的混合物。
[0014] 所述的光引發(fā)劑選自碘鑰鹽、硫鑰鹽或安息香乙醚中的一種或多種。
[0015] 所述的彈性體內(nèi)還包括偶聯(lián)劑和/或表面活性劑，以提尚制品的性能，所述的偶 聯(lián)劑選自異丁基二乙氧基娃、乙烯基硅烷、氣基硅烷、環(huán)氧基硅烷、硬脂酸基欽酸酯中的一 種或幾種，所述表面活性劑選自十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸或十六烷基三甲基氯化銨中的 一種或幾種。
[0016] 本發(fā)明還提供一種包覆彈性體的空心微球的制備工藝，在沸騰床懸浮空心微球， 再噴入霧化的包括彈性樹脂與光引發(fā)劑的彈性體材料，同時(shí)經(jīng)紫外光照射，包覆在空心微 球表面的彈性樹脂快速固化形成彈性體。具體步驟如下：
[0017] 1)空心微球置于沸騰床反應(yīng)腔體底部；
[0018] 2)從沸騰床反應(yīng)腔體底部氣體入口注入空氣，調(diào)節(jié)氣流大小，使得空心微球處于 懸浮狀態(tài)；
[0019] 3)包括彈性樹脂與光引發(fā)劑的彈性體材料置于沸騰床反應(yīng)腔體上部的儲(chǔ)料室，由 霧化噴嘴噴入沸騰床反應(yīng)腔體內(nèi)；
[0020] 4)在沸騰床反應(yīng)腔體內(nèi)上方安裝有紫外燈，打開紫外燈照射一定時(shí)間；
[0021] 5)包覆在空心微球上的彈性樹脂在光引發(fā)劑作用下經(jīng)紫外光固化形成彈性體，關(guān) 閉紫外燈，取出產(chǎn)品。
[0022] 本發(fā)明最后提供包覆彈性體的空心微球的應(yīng)用，將包覆彈性體的空心微球用于作 為填充材料，以提高吸聲性能等要求。其理論依據(jù)為：利用彈性體的彈性弛豫效應(yīng)吸聲和空 心微球的空腔共振吸聲，多重界面效應(yīng)，可以大大提高材料的吸聲能力。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0024] 1)作為填充材料，相比普通空心微球材料，不僅能達(dá)到增強(qiáng)減重效果，而且由于彈 性體包覆層的存在，吸聲性能更好。
[0025] 2)采用沸騰床結(jié)合紫外燈作為反應(yīng)器，可實(shí)現(xiàn)聚氨酯類、丙烯酸類等彈性樹脂的 快速固化，一般在60s左右內(nèi)完成。并且減少或者杜絕了揮發(fā)性溶劑的使用，保護(hù)環(huán)境。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027] 實(shí)施例1
[0028] 包覆彈性體的空心微球的制備工藝，包括以下步驟：
[0029] 1)將玻璃空心微球90kg置于沸騰床反應(yīng)腔體底部；
[0030] 2)從沸騰床反應(yīng)腔體底部氣體入口注入空氣，調(diào)節(jié)氣流為1. 5m3/h，使得空心微 球處于懸浮狀態(tài)；
[0031] 3)將丙烯酸酯10kg，4, 4-二甲基-二苯基碘翁六氟磷酸鹽0. 2kg混合均勻；
[0032] 4)混合后的原料置于沸騰床反應(yīng)腔體上部的儲(chǔ)料室，由霧化噴嘴噴入沸騰床反應(yīng) 腔體內(nèi)；
[0033] 5)打開沸騰床反應(yīng)腔體內(nèi)上方安裝的紫外燈照射60s左右；
[0034] 6)包覆在空心微球上的彈性樹脂在紫外光照射下快速固化，關(guān)閉紫外燈，取出產(chǎn) 品。
[0035] 實(shí)施例2
[0036] 包覆彈性體的空心微球的制備工藝，包括以下步驟：
[0037] 1)玻璃空心微球40kg置于沸騰床反應(yīng)腔體底部；
[0038] 2)開從沸騰床反應(yīng)腔體氣體入口注入空氣，調(diào)節(jié)氣流為1. 0m3/h，使得空心微球 處于懸浮狀態(tài)。
[0039] 3)將聚氣酯丙稀酸酯樹脂60kg、乙烯基硅烷偶聯(lián)劑2kg、硬脂酸0. 2kg，二苯基硫 翁六氟磷酸鹽〇. 2kg混合均勻；
[0040] 4)混合后的原料置于沸騰床反應(yīng)腔體上部的儲(chǔ)料室，由霧化噴嘴噴入沸騰床反應(yīng) 腔體內(nèi)。
[0041] 5)打開沸