[發明專利]具有核殼結構的有機/無機復合微球及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201310626822.6
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103626897A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 張樂天;喬新峰;奚媛媛;肖明威;葉曉峰
• 申請（專利權）人: 上海化工研究院
• 主分類號: C08F10/00
• 分類號: C08F10/00;C08F4/02;C08K9/10;C09C3/10;C09C3/12;C09C3/08;C09C1/28;C09C1/36;B01J13/02
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

技術領域

本發明屬于有機無機雜化材料合成與制備領域，尤其是涉及一種具有核殼結構的有機/無機復合微球及其制備方法和應用。

背景技術

隨著科學技術的發展，功能材料的有機/無機雜化是現代材料發展的趨勢。通過兩種或多種有機/無機化學組分的雜化，使之性能互補和優化，可以制備出新型的功能材料。而納米有機/無機雜化材料綜合了有機聚合物和無機材料的優良特性，具有多樣性的結構和獨特的物理化學性能，為人們探索新型材料開辟了一條嶄新的途徑。

近年來，無機/有機核殼型顆粒的制備和應用引起了很多研究者的興趣。這種結構既能保持較高的機械強度，又可以方便地進行表面改性和接枝，提高載體的分離效率和選擇性，綜合利用了無機材料和有機材料的優點。

有機殼-無機核型微球可以用乳液聚合、自組裝法等化學或物理方法制備完美核殼結構顆粒，但這些方法在制備核殼結構顆粒時，引入大量的有機化合物，難以制備具有特殊用途的核殼結構顆粒。譬如，制備具有核殼結構的復合催化劑載體，這是由于乳液聚合中的有機溶劑會毒害內核烯烴聚合催化劑。因此，目前需要尋找利用簡單方便、無污染的原位包覆方法來制備特殊用途的核殼結構顆粒。目前，在復合催化劑制備過程中多采用相轉化制備方法，但相轉化法在制備核殼結構時需要精確控制相轉化法的加入量和加入速度，否則難以形成完美的核殼結構，導致包覆的聚合物無法起到隔離調控作用。在保證內核催化劑特性的前提下，如何更有效的使聚合物均勻包覆是目前的一個需解決的難題，但目前還沒有硅烷偶聯劑對聚合物包覆效果的文獻報道。

為了提高有機聚合物與無機材料之間的作用，硅烷偶聯劑在有機/無機復合微球、有機/無機復合材料等領域中得到了很多的應用。由于硅烷偶聯劑分子中存在親有機和親無機的兩種功能團，可以把兩種不同化學結構類型和親和力相差很大的材料在界面連接起來，起到一個“分子橋”的作用，增加填料與樹脂基料間的結合。這種方法所得到的無機-有機核殼粒子不僅可以保持有機高分子的包膜性、柔軟性和透明性等優點，而且具有無機材料的催化特性、耐溶劑性、硬度等特點。核殼式無機-有機復合粒子作為抗沖改性劑、增韌劑、高分子催化劑、磁性材料等，在化工、電子、醫學等領域均有重要的應用和廣闊的前景。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明采用了與現有技術不同的制備方法，所要解決的問題之一是提供一種具有核殼結構的有機/無機復合微球。該復合微球可以用于烯烴聚合催化劑的復合載體、復合材料的抗沖改性劑等。

本發明所要解決的技術問題之二是提供該具有核殼結構的有機/無機復合微球的制備方法。借助偶聯劑對內核無機顆粒的表面進行改性處理，提高外包覆有機聚合物與內核無機顆粒的作用力，優化有機聚合物包覆無機顆粒的效果。

本發明所要解決的技術問題之三是提供該具有核殼結構的有機/無機復合微球在催化載體、復合材料及生物醫學領域中的應用。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種具有核殼結構的有機/無機復合微球，其特征在于，該有機/無機復合微球包括：

作為有機/無機復合微球殼的有機聚合物；

作為有機/無機復合微球核的無機顆粒；

使有機聚合物均勻包覆在無機顆粒表面的有機偶聯劑；

所述的有機聚合物與無機顆粒的重量比為(0.01-100)∶1；所述的有機偶聯劑與所述的有機聚合物的摩爾比為(0.01-0.5)∶1。

進一步地，所述的有機聚合物為含有極性官能團的聚合物，所述的極性官能團為-OH、-COOH、-NH₂-、-CO-、-CN、-O-、-NH-、-COO-、-CO-NH-、-CO-NH-CO-、-SO-、-SO₂-、-O-CO-O或鹵素及它們的組合，并且極性官能團的含量為0.1～100mmol/g聚合物；

所述的無機顆粒選自二鹵化鎂、二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、二氧化硅-氧化鋁、二氧化硅-氧化鎂、蒙脫土、凹凸棒、坡縷石、玻璃微珠或碳酸鈣中的一種或幾種；

所述的有機偶聯劑為含有兩個或兩個以上反應官能團的具有偶聯作用的化合物，所述的有機偶聯劑選自硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、鋁鋯酸酯偶聯劑、稀土偶聯劑、磷酸酯偶聯劑或鉻絡合物偶聯劑中的一種或多種復合。