一种可控粒径的改性聚硅氧烷微球的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种改性聚硅氧烷微球的制备方法，包括以下步骤，首先将硅氧烷单体、酸性催化剂和水混合，水解后，得到硅醇溶液；所述水的电导率为5～60μs/cm；然后向上述步骤得到的硅醇溶液放入碱性催化剂，进行缩合反应，再升温加改性剂后再次反应，得到改性聚硅氧烷微球。本发明专利技术通过添加改性剂制备出具有诸多活性基团的改性聚硅氧烷微球；而且本发明专利技术还通过调节原料水的电导率，从而控制改性聚硅氧烷微球的粒径，更使得所制备的改性聚硅氧烷微球具有较窄的粒径分布，颗粒均匀，满足不同产品的需求。此外，本发明专利技术提供的制备方法，具有较高的产物收率，且工艺简单，易于操作，无需使用有机溶剂，绿色环保，对环境友好，有利于大规模生产。

Preparation method of modified polysiloxane microspheres with controllable particle size

The present invention provides a method for preparing modified polysiloxane microspheres, which comprises the following steps, the silicone monomer and an acidic catalyst mixed with water, hydrolyzed silicon alcohol solution; the conductivity of the water is 5 ~ 60 s/cm; and then get to the steps above the silicon alcohol solution in alkaline catalyst and by the condensation reaction temperature and then adding modifier again after the reaction, the modified polysiloxane microspheres were obtained. The present invention is prepared by adding modified polysiloxane microspheres have many active groups of the modifier; and the invention is by adjusting the material conductivity of water, so as to control the modified polysiloxane microspheres, the modified polysiloxane microspheres prepared with narrow particle size distribution of the particles is uniform, to meet the different product demand. In addition, the preparation method provided by the invention has the advantages of high product yield, simple process, easy operation, no need of organic solvent, environmental protection and environmental friendliness, and is favorable for mass production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机硅材料
，涉及一种改性聚硅氧烷微球的制备方法，尤其涉及一种粒径可控的改性聚硅氧烷微球的制备方法。
技术介绍
聚硅氧烷，通式为(RnSiO4-n/2)m，也叫做硅酮，是一类以重复的Si-O键为主链，硅原子上直接连接有机基团的聚合物，其中，R代表有机基团，如甲基，苯基等；n为硅原子上连接的有机基团数目(1～3之间)，m为聚合度(m不小于2)。聚硅氧烷主链结构为Si-O-Si结构，本质上与石英一样，区别在于其侧基上连接有机基团。通常将硅烷单体和聚硅氧烷统称为有机硅化合物，并称聚硅氧烷液体为硅油，聚硅氧烷橡胶为硅橡胶，聚硅氧烷树脂为硅树脂等等，这些硅油、有机硅环体、硅橡胶或硅树脂，隔热效果好，在工业和民用的诸多领域，如涂料、皮革、油墨、化妆品和化工填料
中有很重要的地位。近年来，随着功能材料的蓬勃发展，各种材料的功能化层出不穷，聚合物微球便是新型功能材料之一，可表现出许多特性，如表面效应、体积效应、磁效应、生物兼容性和功能基团等特性，在标准计量、生物医学、情报信息、分析化学、胶体科学及色谱分离等领域有重要的应用价值，尤其是近年来，在聚合物微球上引入各类功能基团后，使这种功能性微球在生物工程、免疫检验、电子和微电子技术、信息产业、高效液相色谱等许多高新
显示出了良好的应用前景。这其中，聚硅氧烷微球的研究与开发是近年来有机硅研究的热点。聚硅氧烷微球是以聚硅氧烷为基材的聚合物微球，是一类兼具有机性能和无机性能的高分子微球。聚硅氧烷微球既具有聚硅氧烷本体材料的特性，又具有微球结构特点，如高耐磨性、高硬度、高熔点、滑润、无毒、无味和透明等，被广泛应用在橡胶塑料工业、化妆品、涂料、颜料、光学产品中。因此研究聚硅氧烷微球不仅具有重要的科学意义，而且具有广阔的应用前景。此外聚合物空心微球除了具有低密度、高比表面的特性外，其空心部分还可容纳大量的客体分子，产生一些基于微观“包裹”效应的性质，从而使得聚合物空心微球在药物控释系统、催化领域、建筑材料、光电材料、磁性材料及色谱分离技术中有潜在的应用前景。在反应工程中可以用作微反应器，使化学反应在限定的微小区域内进行。尽管聚硅氧烷微球具有许多优异性能，但应用范围仍有局限，如难以应用在一些高折光率、油性介质等领域。因此，如何改性聚硅氧烷微球，以期能够赋予聚硅氧烷微球更多的活性基团等，从而拓展聚硅氧烷微球的应用领域和前景，已成为业内诸多具有前瞻性的研发企业广泛关注的问题之一。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种改性聚硅氧烷微球的制备方法，特别是一种粒径可控的改性聚硅氧烷微球的制备方法，本专利技术制备的改性聚硅氧烷微球，具有诸多活性基团，而且粒径分布较窄，颗粒均匀，可以满足不同产品的需求；而是制备方法工艺简单，条件温和，绿色环保，成本低，适合大规模工业化生产。本专利技术提供了一种改性聚硅氧烷微球的制备方法，包括以下步骤：A)将硅氧烷单体、酸性催化剂和水混合，水解后，得到硅醇溶液；所述水的电导率为5～60μs/cm；B)向上述步骤得到的硅醇溶液放入碱性催化剂，进行缩合反应，再升温加改性剂后再次反应，得到改性聚硅氧烷微球。优选的，所述硅氧烷单体包括烷氧基硅烷；所述酸性催化剂包括盐酸、醋酸、磷酸和硫酸中的一种或多种；所述碱性催化剂包括氨水、氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙中的一种或多种。优选的，所述烷氧基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷中的一种或多种；所述改性剂包括苯基三甲氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、双封头、正硅酸甲酯和正硅酸乙酯中的一种或多种。优选的，所述硅氧烷单体与所述水的摩尔比为1：(10～100)；所述酸性催化剂与所述水的摩尔比为(0.018～0.18)：1；所述改性剂与硅氧烷单体的摩尔比是(0.005～0.1)：1；所述碱性催化剂与所述水的摩尔比为(0.003～0.008)：1。优选的，所述水解的温度为0～50℃；所述水解的时间为0.5～10小时。优选的，所述缩合反应的时间为2～72小时；所述升温的温度为30～100℃；所述再次反应的时间为2～10小时。优选的，所述再次反应后还包括后处理步骤；所述后处理步骤包括离心、洗涤和干燥中的一种或多种。优选的，所述步骤A)具体为：将酸性催化剂与水先混合，得到混合液，再向混合液中加入硅氧烷单体并搅拌，水解后得到硅醇溶液。优选的，所述加入的方式为一次性加入和/或滴加；所述搅拌的速度为200～1000rpm。优选的，所述改性聚硅氧烷微球的粒径为1～10μm。本专利技术提供了一种改性聚硅氧烷微球的制备方法，包括以下步骤，首先将硅氧烷单体、酸性催化剂和水混合，水解后，得到硅醇溶液；所述水的电导率为5～60μs/cm；然后向上述步骤得到的硅醇溶液放入碱性催化剂，进行缩合反应，再升温加改性剂后再次反应，得到改性聚硅氧烷微球。与现有技术相比，本专利技术针对现有的聚硅氧烷微球应用范围仍有局限的缺陷，提供了一种改性聚硅氧烷微球的制备方法，通过添加改性剂制备出具有诸多活性基团的改性聚硅氧烷微球；而且本专利技术还通过调节原料水的电导率，从而控制改性聚硅氧烷微球的粒径，更使得所制备的改性聚硅氧烷微球具有较窄的粒径分布，颗粒均匀，可以满足不同产品的需求。此外，本专利技术提供的制备方法，具有较高的产物收率，且工艺简单，易于操作，无需添加表面活性剂，无需氮气保护装置，对设备要求较低，且成本低，后处理工艺极其简单，无需使用有机溶剂，绿色环保，对环境友好，有利于大规模生产。实验结果表明，本专利技术制备的改性聚硅氧烷微球具有较窄的粒径分布，颗粒均匀，产率能达到94.7％。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的疏水改性聚硅氧烷微球的扫描电镜图；图2为本专利技术实施例1制备的疏水改性聚硅氧烷微球的粒径分布图；图3为本专利技术实施例2制备的丙烯酸改性硅树脂微球的扫描电镜图；图4为本专利技术实施例2制备的丙烯酸改性硅树脂微球的粒径分布图；图5为本专利技术实施例3制备的苯基改性硅树脂微球的扫描电镜图；图6为本专利技术实施例3制备的苯基改性硅树脂微球的粒径分布图；图7为本专利技术实施例3制备的苯基改性硅树脂微球与普通硅树脂微球的IR图；图8为本专利技术实施例4制备的乙烯基改性硅树脂微球的扫描电镜图；图9为本专利技术实施例4制备的乙烯基改性硅树脂微球的粒径分布图。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对专利技术权利要求的限制。本专利技术所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。本专利技术所有原料，对其纯度没有特别限制，本专利技术优选采用分析纯或有机硅材料领域内使用的常规纯度。本专利技术提供了一种改性聚硅氧烷微球的制备方法，包括以下步骤：A)将硅氧烷单体、酸性催化剂和水混合，水解后，得到硅醇溶液；所述水的电导率为5～60μs/cm；B)向上述步骤得到的硅醇溶液放入碱性催化剂，进行缩合反应，再升温加改性剂后再次反应，得到改性聚硅氧烷微球。本专利技术首先硅氧烷单体、酸性催化剂和水混合，水解后，得到硅醇溶液。本专利技术所述水的电导率优选为5～60μs/cm，更优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性聚硅氧烷微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)将硅氧烷单体、酸性催化剂和水混合，水解后，得到硅醇溶液；所述水的电导率为5～60μs/cm；B)向上述步骤得到的硅醇溶液放入碱性催化剂，进行缩合反应，再升温加改性剂后再次反应，得到改性聚硅氧烷微球。

【技术特征摘要】
1.一种改性聚硅氧烷微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)将硅氧烷单体、酸性催化剂和水混合，水解后，得到硅醇溶液；所述水的电导率为5～60μs/cm；B)向上述步骤得到的硅醇溶液放入碱性催化剂，进行缩合反应，再升温加改性剂后再次反应，得到改性聚硅氧烷微球。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅氧烷单体包括烷氧基硅烷；所述酸性催化剂包括盐酸、醋酸、磷酸和硫酸中的一种或多种；所述碱性催化剂包括氨水、氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述烷氧基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷中的一种或多种；所述改性剂包括苯基三甲氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、双封头、正硅酸甲酯和正硅酸乙酯中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅氧烷单体与所述水的摩尔比为1：(10～100)；所述酸性催化剂与所述水的摩尔比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤小姿，张迪，宋丹丹，童锋，白俊玲，刘继，
申请(专利权)人：浙江新安化工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33