[發(fā)明專利]覆盆子狀的聚苯乙烯微球/二氧化硅復(fù)合粒子及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910092551.4
• 申請(qǐng)日: 2009-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN102019159A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀軍輝;杜鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): B01J13/02
• 分類號(hào): B01J13/02
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

1.一種覆盆子狀的聚苯乙烯微球/二氧化硅復(fù)合粒子，其是由聚苯乙烯微球作為核，由二氧化硅粒子作為殼層構(gòu)成，該復(fù)合粒子表面粗糙，類似于覆盆子的表面形貌，且該復(fù)合粒子具有規(guī)整的結(jié)構(gòu)和呈現(xiàn)單分散性；其特征是：在粒徑尺寸為500～800nm的聚苯乙烯微球表面覆蓋有粒徑尺寸為40nm～150nm的二氧化硅粒子，或在粒徑尺寸為200～500nm的聚苯乙烯微球表面覆蓋有粒徑尺寸為15nm～50nm的二氧化硅粒子，或在粒徑尺寸為50～200nm的聚苯乙烯微球表面覆蓋有粒徑尺寸為10nm～30nm的二氧化硅粒子。

2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆盆子狀的聚苯乙烯微球/二氧化硅復(fù)合粒子的制備方法，其特征是，該方法包括以下步驟：

(1)選用粒徑尺寸為50～800nm的聚苯乙烯微球固體粉末作為核來制備覆盆子狀的聚苯乙烯微球/二氧化硅復(fù)合粒子；

(2)采用氧等離子體處理的方法對(duì)步驟(1)的聚苯乙烯微球表面進(jìn)行羥基功能化處理：將步驟(1)的聚苯乙烯微球固體粉末樣品轉(zhuǎn)移到等離子清洗器的樣品室內(nèi)，通過真空泵對(duì)樣品室抽真空，使樣品室內(nèi)與樣品室外之間的壓差為-1～-0.1MPa后將氧氣通入到樣品室內(nèi)，氧氣流速保持在600～1000mL/分鐘；繼續(xù)通過真空泵對(duì)樣品室抽真空，當(dāng)樣品室內(nèi)的氣壓恢復(fù)到樣品室內(nèi)與樣品室外之間的壓差為-1～-0.1MPa之后，對(duì)樣品室內(nèi)的聚苯乙烯微球固體粉末樣品進(jìn)行氧等離子體處理2～10分鐘；然后將樣品室的氣壓恢復(fù)到常壓后，將聚苯乙烯微球固體粉末樣品取出并進(jìn)行研磨處理；

(3)取經(jīng)過步驟(2)氧等離子體-研磨處理的粒徑尺寸分別為50～200nm，200～500nm和500～800nm的聚苯乙烯微球各0.5～1.5g，分別放入裝有100mL無水乙醇的150mL容器中；然后將上述裝載有聚苯乙烯微球的容器放入超聲清洗器中，在超聲清洗器的80～120W功率下進(jìn)行超聲處理之后得到懸濁液；在對(duì)上述懸濁液分別進(jìn)行30～60轉(zhuǎn)/分鐘的緩慢電磁攪拌的同時(shí)，分別加入濃度為25～28wt％的3～6mL的氨水；在上述緩慢電磁攪拌10～30分鐘后進(jìn)行120～180轉(zhuǎn)/分鐘的強(qiáng)烈電磁攪拌，在強(qiáng)烈電磁攪拌下的同時(shí)將0.05～0.3mL的四乙氧硅烷加入到上述裝有粒徑尺寸為50～200nm聚苯乙烯微球的懸濁液中，將0.1～0.6mL的四乙氧硅烷加入到上述裝有粒徑尺寸為200～500nm聚苯乙烯微球的懸濁液中，將0.3～1mL的四乙氧硅烷加入到上述裝有粒徑尺寸為500～800nm聚苯乙烯微球的懸濁液中；室溫下反應(yīng)后分別得到含有白色沉淀的溶液，分別對(duì)含有白色沉淀的溶液進(jìn)行離心分離，倒掉上層清液，將得到的白色固體再分別分散于無水乙醇中，再離心分離，倒掉上層清液，將得到的白色沉淀在60～100℃的烘箱中過夜干燥，得到覆盆子狀的聚苯乙烯微球/二氧化硅復(fù)合粒子粉末。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是：步驟(1)所述的等離子清洗器的運(yùn)行功率是50～100W。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是：步驟(2)所述的在超聲清洗器的80～120W功率下進(jìn)行超聲處理的時(shí)間為10～30分鐘。

5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆盆子狀的聚苯乙烯微球/二氧化硅復(fù)合粒子的應(yīng)用，其特征是：所述的覆盆子狀的聚苯乙烯微球/二氧化硅復(fù)合粒子作為建筑模塊材料使用，或作為在玻璃上制備出具有超親水和防霧性能涂層的材料使用。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征是：所述的作為在玻璃上制備出具有超親水和防霧性能涂層的材料使用，是利用靜電層狀自組裝方法，在玻璃上制備出覆盆子狀的聚苯乙烯微球/二氧化硅復(fù)合粒子的涂層，經(jīng)過550℃煅燒3小時(shí)后，除掉覆盆子狀的聚苯乙烯微球/二氧化硅復(fù)合粒子中的聚苯乙烯微球，而獲得二氧化硅空心球，并同時(shí)獲得具有超親水和防霧性能的多孔的二氧化硅空心球涂層。