一种潜伏性微胶囊铂金催化剂的制备方法

本发明涉及潜伏性催化剂及其制备方法。具体涉及一种潜伏性微胶囊铂金催化剂的制备方法。

背景技术：

1、硅橡胶以其优异的电绝缘性、无副产物释放的交联过程、微小的收缩率以及在苛刻条件下维持出色电气性能的特性而著称。相比于环氧树脂和聚氨脂灌封料等类似材料，加成型液体硅橡胶在固化过程中产热较少，具有良好的减震和缓冲效果，同时表现出卓越的耐热、耐寒、耐侯性和出色的粘接性。这些特点使得加成型液体硅橡胶在电子元件和电器设备的封装或灌封中表现出更加卓越的性能。

2、目前，双组份加成型液体硅橡胶在市场上占据主导地位，然而，在其混合过程中会出现气泡问题，硫化时间长，固化速度慢，这降低了生产效率。为了解决这些问题，使用微胶囊催化剂成为一种可行且经济的方法。硅橡胶固化剂被封闭在微胶囊壁材料中，因此在储存条件下无法直接接触硅橡胶，通过物理隔离阻止了固化反应。当需要进行固化时，通过提高温度或压力使微胶囊破裂，释放内部的芯材固化剂，从而完成固化反应。

3、另外应用在电子电路，精密微电子电路等电子封装或灌封的硅胶，这些产品在高温固化会造成一定的损伤或者老化，因而需要的成型温度较低，通常在100℃以下，因此就需要微胶囊化的铂金催化剂的壁材具备低的软化点温度，当温度升至100℃，铂金能很快地流出，起到催化的作用。有相关研究绍用聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯等做壁材，但也有其弊端，对于这些常见聚合物，由于其玻璃化转变温度普遍偏高，都超过了100℃，因此其聚合物软化点温度偏高，往往需要较高的温度和较长的加热时间才使得内部的芯材顺利快流出。因此，现有技术和方法还有待于改进和发展。

4、微胶囊技术是指用一定的方法实现某种成膜材料对某种活性物质的包覆，使其成为具有核壳结构的微球，粒径处于微米级，大多为几十微米，并随制备方法和制备条件的不同发生变化。微胶囊的包覆作用使实现膜内物质与外界发生物理阻隔，一旦壳受到外界的作用发生破裂或软化坍塌时，膜内物质就被释放或扩散出来，与壳外物质发生接触产生反应。其具备的特殊核壳结构，为内部芯材提供了保护作用，避免了芯材受外界环境的影响，可以通过加压或升温等方法来控制芯材的释放。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明中提供一种潜伏性微胶囊铂金催化剂的制备方法。所述微胶囊化的铂金催化剂，其微胶囊壁材由atrp合成的甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯无规共聚物p(mma-co-bma)组成，通过控制两者的共聚比例来控制共聚物的玻璃化转变温度从而达到控制壁材软化点的效果，旨在解决现有微胶囊铂金催化剂的壁材软化点过高和软化时间久导致铂金催化剂不能适时地流出的问题。

2、本发明公开了一种潜伏性微胶囊铂金催化剂，具有芯材、壁材；芯材为硅橡胶固化剂karstedt催化剂，壁材是利用原子转移自由基聚合制备的甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯无规共聚物。、

3、所述的微胶囊宏观上为白色固体粉末，粒径为1～30μm的表面光滑的微胶囊。

4、所述芯材占整个微胶囊质量百分数的10～40％。

5、所述甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯无规共聚物的制备方法包括以下步骤：将甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯，2-溴异丁酸乙酯，n,n,n',n,n"-五甲基二亚乙基三胺和甲苯溶剂置于反应瓶中，密封瓶子，将体系进行用液氮冷冻-抽真空-解冻操作，反复三次，然后通氮气，在氮气保护下通过瓶子上开口加入溴化亚铜，密封反应瓶之后继续抽真空2min，将体系解冻后置于110℃的油浴锅中加热12h；然后用液氮冷冻停止反应，用氧化铝过滤除去铜的化合物，用旋转蒸发仪对溶液进行浓缩后将溶液滴加入甲醇中析出产物，过滤并抽真空，即所得最终白色粉末产物。

6、所述甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯的摩尔质量之比为10:(1-4)。甲基丙烯酸甲酯和2-溴异丁酸乙酯、n,n,n',n,n"-五甲基二亚乙基三胺、溴化亚铜的摩尔质量之比分别为(100-300)：(1-4)：(1:4)：(1-3)，甲苯溶剂的使用量为10-50ml。

7、本发明所述潜伏性微胶囊铂金催化剂的制备方法如下：首先通过原子转移自由基聚合(atrp)合成甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯无规共聚物p(mma-co-bma)。将质量比为1:1～4:1p(mma-co-bma)共聚物和karstedt催化剂加入到10～50ml有机溶剂中溶解，将溶解得到的油相分散到50～100ml含有0.5～5wt％乳化剂和0.5～5wt％稳定剂的水相中，机械搅拌乳化分散30～60min后，将得到的乳液保持加热温度不变，机械搅拌4～8h，直至油相挥发殆尽。

8、所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、span 60或tween 80；稳定剂为聚乙烯醇17-92或明胶；有机溶剂为二氯甲烷或氯仿。

9、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

10、1.本发明所提供的潜伏性微胶囊铂金催化剂的制备方法，所述微胶囊化的铂金催化剂,在室温下没有催化活性,常温下储存时间久，且与硅橡胶原料相容性良好，加工过程能高速分散、剪切，当温度升到100℃时,具有很快的催化活性,能用于低温成型单组份加成型液体硅橡胶的制备；

11、2.所述微胶囊化的铂金催化剂，其壁材由原子转移自由基聚合(atrp)合成甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯无规共聚物p(mma-co-bma)构成，可以通过改变两者的共聚比例控制壁材的软化点，在到达指定温度时热形变反应速度更快，固化效率更高；3.本发明提供的制备方法简单，易于控制，产率和产物性能稳定。

技术特征：

1.一种潜伏性微胶囊铂金催化剂，其特征在于：具有芯材、壁材；芯材为硅橡胶固化剂karstedt催化剂，壁材是利用原子转移自由基聚合制备的甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯无规共聚物。

2.根据权利要求1所述的一种潜伏性微胶囊铂金催化剂，其特征在于：所述的微胶囊宏观上为白色固体粉末，粒径为1～30μm的表面光滑的微胶囊。

3.根据权利要求1所述的一种潜伏性微胶囊铂金催化剂，其特征在于：所述芯材占整个微胶囊质量百分数的10～40％。

4.根据权利要求1所述的一种潜伏性微胶囊铂金催化剂，其特征在于，所述甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯无规共聚物的制备方法包括以下步骤：将甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯，2-溴异丁酸乙酯，n,n,n',n,n"-五甲基二亚乙基三胺和甲苯溶剂置于反应瓶中，密封瓶子，将体系进行用液氮冷冻-抽真空-解冻操作，反复三次，然后通氮气，在氮气保护下通过瓶子上开口加入溴化亚铜，密封反应瓶之后继续抽真空2min，将体系解冻后置于110℃的油浴锅中加热12h；然后用液氮冷冻停止反应，用氧化铝过滤除去铜的化合物，用旋转蒸发仪对溶液进行浓缩后将溶液滴加入甲醇中析出产物，过滤并抽真空，即所得最终白色粉末产物。

5.根据权利要求4所述的一种潜伏性微胶囊铂金催化剂，其特征在于，所述甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯的摩尔质量之比为10:(1-4)；甲基丙烯酸甲酯和2-溴异丁酸乙酯、n,n,n',n,n"-五甲基二亚乙基三胺、溴化亚铜的摩尔质量之比分别为(100-300)：(1-4)：(1:4)：(1-3)，甲苯溶剂的使用量为10～50ml。

6.一种如权利要求1-5任一所述潜伏性微胶囊铂金催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：质量比为1:1～4:1壁材共聚物和karstedt催化剂加入到10-50ml有机溶剂中溶解，将溶解得到的油相分散到50～100ml含有0.5～5wt％乳化剂和0.5～5wt％稳定剂的水相中，机械搅拌乳化分散30～60min后，将得到的乳液保持加热温度不变，机械搅拌4～8h，直至油相挥发殆尽。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂为二氯甲烷或氯仿。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、span 60或tween 80中的一种或几种；稳定剂为聚乙烯醇17-92或明胶。

技术总结
本发明公开一种潜伏性微胶囊铂金催化剂的制备方法。利用原子转移自由基聚合制备的甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯无规共聚物为壁材，以硅橡胶固化剂Karstedt催化剂为芯材，利用溶剂蒸发法制得胶囊化的潜伏型铂金催化剂。本发明制得的微胶囊铂金催化剂为白色固体粉末，其粒度较小，且粒径集中度高，与硅橡胶混合后相容性良好，其微胶囊壁材是甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯的无规共聚物组成，可以通过控制两者的聚合比例来控制微胶囊壁材的软化温度和时间，在室温下能够稳定储存12周以上，在加热100℃的情况下能够在1 h内使硅橡胶组分完全固化，具有很高的催化活性和反应可控性，能用于单组份加成型液体硅橡胶的制备。

技术研发人员：赵玉来,胡政,侯琳熙,肖龙强,蔡静宇
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/8/15