[發明專利]一種草莓型有機硅粒子的制備方法

無效

• 申請號: 201210113972.2
• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN102660122A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 黎白鈺;張潔瓊;孟憲剛;孫艷
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08L83/07;C08K3/26;C09D7/12
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 張克勤

技術領域

本發明涉及一種具有草莓形貌的有機硅粒子的制備方法。

背景技術

疏水表面可以增加物體表面的防水性和耐蝕性，固體表面的潤濕性能不僅與材料的表面親水性有關，而且與表面粗糙度有關。德國植物學家Barthlott在對荷葉表面的微觀結構進行研究后發現，荷葉的表面規則分布著大量的直徑約5μm的突起，在每一個突起的表面，又分布著無數的納米級蠟質細小突起。這種特殊的微觀形貌及蠟質的疏水性，使荷葉表面很難被水潤濕，其表面的污物易被滾過的水珠帶走，呈現出超疏水自清潔性能。表面具有納米級突起的微米級或亞微米級尺寸的粒子，可以用于構造仿荷葉結構的超疏水涂層，這種粒子具有微米、納米二重結構，其中具草莓形貌的微米級或亞微米級粒子常用于構造超疏水或超疏水自清潔涂層。因而，在超疏水表面的研究中，草莓形粒子的制備也是一個重要的研究方向。

材料的疏水性是形成超疏水表面的基礎。常用的疏水性材料有含氟聚合物、有機硅等低表面能的物質。所以，用于超疏水表面構造的草莓形粒子也通常是由有機硅等低表面能的物質形成，或通過將親水的二氧化硅粒子通過有機硅改性而得到。

現有工藝是通過在有機聚合物粒子表面吸附二氧化硅納米粒子而得到草莓型有機-無機納米復合微球。

發明內容

本發明的目的是提供一種十分簡便的草莓型有機硅粒子的制備方法。

本發明采用帶正電的碳酸鈣粒子作為形貌調控物質，使有機硅單體在堿性條件下水解縮合形成具有草莓形貌的—即草莓型有機硅粒子。

本發明的技術方案如下：一種草莓型有機硅粒子的制備方法，其特征在于該制備方法為以下步驟：

A.將有機硅單體分散于水或水與醇的混合物中；然后，將有機硅單體在pH為2～5.5的酸性條件下水解，得到硅烷水解物；酸的用量以在水解階段不會使有機硅水解縮合形成凝膠為宜。

B.將A步驟所得的硅烷水解物在攪拌下加入到碳酸鈣細顆粒的水分散體中。

C.?將B步驟所得的混合物用堿的水溶液調pH至9～11，得到白色沉淀，分離沉淀，用稀酸浸泡處理，再用水洗滌，即得草莓型有機硅粒子。

作為本發明的改進，所述步驟A中的有機硅單體是指三官能度有機硅氧烷RSi(OX)₃，或者為三官能度有機硅氧烷RSi(OX)₃與四官能度有機硅氧烷Si(OX)₄的混合物，或者為不同種三官能度有機硅氧烷RSi(OX)₃的混合物，其中三官能度有機硅氧烷RSi(OX)₃與二官能度有機硅氧烷R₂Si(OX)₂中：R=?—C₆H₅、?—C_nH_2n+1?(其中n?為1～20的整數)、—CH₂CH₂CH₂OCOC=CH₂、—CH₂-CH=CH₂、—CH=CH₂；X=?—CH₃、—C₂H₅；在有機硅單體的構成中，三官能度有機硅氧烷所占質量百分數為60～100%；四官能度有機硅氧烷所占質量百分數為0～40%。

作為本發明的改進，所述步驟A中有機硅單體在水或水與醇的混合物中的質量百分數為2～15%。

作為本發明的改進，所述步驟A水與醇的混合物中的醇在水與醇的混合物中的質量百分數為5～95%。

作為本發明的進一步改進，所述步驟A水與醇的混合物中的醇選自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的一種或者為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇的混合物，其中甲醇在醇混合物中的質量百分數為0～90%，乙醇在醇混合物中的質量百分數為78～95%，丙醇在醇混合物中的質量百分數為0～90%，丁醇在醇混合物中的質量百分數為0～90%；所述丙醇包括正丙醇和異丙醇，所述丁醇包括正丁醇或各種丁醇異構體。

作為本發明的進一步改進，所述步驟A中酸選用鹽酸和醋酸。

作為本發明的更進一步改進，所述步驟B中碳酸鈣顆粒粒度為20～100nm，碳酸鈣與硅烷的質量比為0.0001～0.05∶1。

作為本發明的更進一步改進，所述步驟C中堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、四甲基氫氧化銨中的一種。

作為本發明的更進一步改進，所述步驟C中分離沉淀后，浸泡處理所用稀酸為鹽酸。