[發(fā)明專利]一種聚合物-氧化鋅納米復(fù)合微球的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010513013.0
• 申請(qǐng)日: 2010-10-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101955613A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勝文;王小蓓;趙杰;白繪宇;江金強(qiáng);劉曉亞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L25/08
• 分類號(hào): C08L25/08;C08F212/08;C08F230/08;C08F2/24;C08K3/22;B01J13/14;C09D125/08;C09D7/12
• 代理公司: 無(wú)錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 時(shí)旭丹;劉品超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合微球的制備，特別涉及聚合物-ZnO納米復(fù)合微球的制備方法，屬于納米復(fù)合微球制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

納米氧化鋅（ZnO）具有吸收、散射紫外線以及光催化能力等，在抗紫外涂料，光催化環(huán)保材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而納米ZnO易團(tuán)聚，在應(yīng)用過(guò)程中受到限制。近年來(lái)，對(duì)納米ZnO表面進(jìn)行修飾以及以有機(jī)物或無(wú)機(jī)物為模板制備ZnO納米復(fù)合結(jié)構(gòu)已經(jīng)受到關(guān)注。由于聚苯乙烯（PS）制備簡(jiǎn)單，PS微球表面易功能化，粒徑大小易控制，有報(bào)道用PS為模板制備PS/納米ZnO殼核復(fù)合粒子。《材料與化學(xué)》（Chemistry?of?Materials，2007,19,1845-1852）介紹用2-乙酰乙酰氧乙基甲基丙烯酸酯與苯乙烯（St）進(jìn)行乳液共聚，對(duì)PS進(jìn)行表面功能化使PS微球表面帶有活性β-二羰基，通過(guò)β-二羰基與納米ZnO前驅(qū)體（鋅化合物）作用，在PS微球表面生成納米ZnO，制備PS/ZnO納米復(fù)合微球。但以上方法制得的PS/ZnO納米復(fù)合微球粒徑較大（500nm-600nm），另外使用的2-乙酰乙酰氧乙基甲基丙烯酸酯較昂貴。《歐洲聚合物》（European?polymer?Journal,44?(2008)?3271–3279）介紹了一種簡(jiǎn)單的制備PS/ZnO納米復(fù)合微球的方法，用十八烯酸對(duì)納米ZnO表面進(jìn)行處理，再和St單體共聚，其中納米ZnO起表面活性劑的作用。這種制備PS/ZnO納米復(fù)合微球的方法簡(jiǎn)單易操作，但是制得的PS/ZnO納米復(fù)合微球PS微球表面的納米ZnO粒子不均勻，分散性不好，在應(yīng)用中并不能很好的體現(xiàn)納米ZnO的一些性能。本發(fā)明在以上研究的基礎(chǔ)上提出采用細(xì)乳液聚合的方法制備聚合物微球，在聚合物微球表面采用原位法制備納米ZnO，最終制得聚合物/ZnO納米復(fù)合微球。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種粒徑及形態(tài)可控，分散較好的聚合物/ZnO納米復(fù)合微球的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種聚合物-ZnO納米復(fù)合微球的制備方法，采用細(xì)乳液聚合的方法將乙烯基單體和有機(jī)硅氧烷進(jìn)行共聚制備表面帶有活性硅羥基的聚合物微球；再通過(guò)有機(jī)胺堿源與所述聚合物微球表面的活性硅羥基作用在聚合物微球表面原位生成納米ZnO，制得聚合物-ZnO納米復(fù)合微球；步驟為：

1）用細(xì)乳液聚合的方法制備表面硅羥基化的聚合物微球，組成為：乙烯基單體、有機(jī)硅氧烷，乳化劑，助穩(wěn)定劑，引發(fā)劑和pH調(diào)節(jié)劑和去離子水，質(zhì)量用量如下：

乙烯基單體??????????????????85-95，

有機(jī)硅氧烷??????????????????5-15，

其它組份占乙烯基單體和有機(jī)硅氧烷質(zhì)量之和的百分用量為：

乳化劑??????????????????????0.5-1.5，

助穩(wěn)定劑?????????????????????2-7，

引發(fā)劑??????????????????????0.5-1.5，

pH調(diào)節(jié)劑???????????????????0.5-1.5，

去離子水????????????????????500-900。

操作步驟為：按配比將乳化劑、pH調(diào)節(jié)劑、去離子水混合均勻，為A組份；按配比將乙烯基單體、有機(jī)硅氧烷、助穩(wěn)定劑和引發(fā)劑混合均勻，為B組份；在室溫條件下將B組份緩慢滴加到A組份中，邊滴加邊攪拌；滴加完后繼續(xù)攪拌0.5h進(jìn)行乳化；再用超聲波細(xì)乳化10min；細(xì)乳化后在60-70℃條件下聚合3h，制得表面硅羥基化的聚合物微球。

所述的乳化劑選用十二烷基磺酸鈉（SLS）、十二烷基硫酸鈉（SDS）、或十二烷基三甲基溴化銨（DTAB）等。

所述的助穩(wěn)定劑選用十六醇（CA）、十二烷基硫醇、十八烷基硫醇或正十六碳烷（HD）等。

所述的引發(fā)劑為水溶性引發(fā)劑：選用過(guò)硫酸鉀（KPS）、過(guò)硫酸銨（APS）之一種；或油溶性引發(fā)劑：選用偶氮二異丁腈（AIBN）、偶氮二異庚腈（ABVN）、過(guò)氧化二苯甲酰（BPO）、過(guò)氧化月桂酰（LPO）之一種。

所述的pH調(diào)節(jié)劑選用氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉、磷酸鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫鉀之一種或兩種。

2）原位法制備聚合物-ZnO納米復(fù)合微球，向一定量的上述聚合物微球乳液中加入有機(jī)胺，再加入鋅化合物的醇溶液，通過(guò)有機(jī)胺堿源與聚合物微球表面的活性硅羥基作用制備聚合物-?ZnO納米復(fù)合微球，質(zhì)量用量如下：

聚合物微球乳液?????????????????3-10

去離子水??????????????????????30-50