[發明專利]用于化學附著和變色的多官能超疏水性硅藻土

有效

• 申請號: 201280066936.3
• 申請日: 2012-11-11
• 公開（公告）號: CN104321279A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 彼得·克雷格·維尼瑪;布倫特·威廉·巴比;約爾丹·莫里亞·拉松
• 申請（專利權）人: 優耐特防護科技有限責任公司
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12;C07F7/08;B01J2/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;張英

背景技術

硅藻土納米顆粒(DE)可以由氟碳化合物或飽和烴功能化以成為超疏水性的，但由于氟碳化合物或飽和烴的高度不起反應的自組裝單層(SAM)而不能夠化學結合至任何物質。目前的涂覆技術通常將氟化的硅藻土(FDE)合并在聚合物溶液中。顆粒通過機械力被保持在表面中并且可以容易地從表面擦掉。聚合物表面通常是高度多孔的并且非常粗糙。

發明內容

在一個實施方式中，提供了多官能顆粒(多功能顆粒，multifunctional?particle)。多官能顆粒包括：二氧化硅(silica?particle)顆粒；疏水性硅烷；以及硅烷偶聯劑；其中，每個疏水性硅烷和硅烷偶聯劑化學結合(鍵合，bond)至二氧化硅顆粒表面；其中，多官能顆粒是超疏水性的并且是化學反應性的。

在第一個實施方式的第一方面，二氧化硅顆粒包括硅藻土顆粒、熔融二氧化硅顆粒(fused?silica?particle)、或稻殼灰(rice?husk?ash)顆粒。

在第二方面，單獨或與第一個實施方式的第一方面組合，疏水性硅烷和硅烷偶聯劑同時結合至二氧化硅顆粒表面。

在第四方面，單獨或與第一個實施方式的任何前述方面組合，疏水性硅烷在硅烷偶聯劑結合至二氧化硅顆粒表面之前結合至二氧化硅顆粒表面。

在第五方面，單獨或與第一個實施方式的任何前述方面組合，硅烷偶聯劑在疏水性硅烷結合至二氧化硅顆粒表面之前結合至二氧化硅顆粒表面。

在第六方面，單獨或與第一個實施方式的任何前述方面組合，硅烷偶聯劑選自由以下組成的組：氨基官能化的烴硅烷、N-(6-氨基己基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基己基氨基乙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基-三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、以及它們的組合。

在第七方面，單獨或與第一個實施方式的任何前述方面組合，硅烷偶聯劑包括胺硅烷、烯烴硅烷、酸酐硅烷、環氧硅烷、鹵素硅烷、羥基硅烷、雙臂硅烷(dipodal?silane)、丙烯酸酯硅烷(丙烯酸硅烷，acrylate?silane)、含硫硅烷、水基硅烷(水性硅烷、基于水的硅烷，water?based?silane)、異氰酸酯硅烷(isocyanate?silane)、或疊氮硅烷(疊氮化物硅烷，azide?silane)。

在第八方面，單獨或與第一個實施方式的任何前述方面組合，疏水性硅烷包括以下結構的分子：

Xy(CH3)(3-y)SiLR

其中，y是1至3；

X是Cl、Br、I、H、HO、R′HN、R′2N、咪唑基(imidizolo)、R′C(O)N(H)、R′C(O)N(R″)、R′O、F3CC(O)N(H)、F3CC(O)N(CH3)、或F3S(O)2O，其中，R′是1至4個碳原子的直鏈或支鏈烴并且R″是甲基或乙基；

L，一種連接基團，是CH2CH2、CH2CH2CH2、CH2CH2O、CH2CH2CH2O、CH2CH2C(O)、CH2CH2CH2C(O)、CH2CH2OCH2、CH2CH2CH2OCH2；并且R是(CF2)nCF3或(CF(CF3)OCF2)nCF2CF3，其中，n是0至24。

在第九方面，單獨或與第一個實施方式的任何前述方面組合，疏水性硅烷包括1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷。

在另一個實施方式中，提供了用于生產多官能顆粒的方法。所述方法包括：提供二氧化硅顆粒；使疏水性硅烷接觸二氧化硅顆粒表面以將疏水性硅烷化學結合至二氧化硅顆粒表面；使硅烷偶聯劑接觸二氧化硅顆粒表面以將硅烷偶聯劑化學結合至二氧化硅顆粒表面；其中，多官能顆粒是超疏水性的并且是化學反應性的。

在第二個實施方式的第一方面，二氧化硅顆粒包括硅藻土顆粒、熔融二氧化硅顆粒、或稻殼灰顆粒。

在第二方面，單獨或與第二個實施方式的第一方面組合，疏水性硅烷和硅烷偶聯劑同時結合至二氧化硅顆粒表面。

在第三方面，單獨或與第二個實施方式的任何前述方面組合，疏水性硅烷在硅烷偶聯劑結合至二氧化硅顆粒表面之前結合至二氧化硅顆粒表面。

在第四方面，單獨或與第二個實施方式的任何前述方面組合，硅烷偶聯劑在疏水性硅烷結合至二氧化硅顆粒表面之前結合至二氧化硅顆粒表面。