[發明專利]倍半硅氧烷樣粒子

在審

• 申請號: 201380034043.5
• 申請日: 2013-02-18
• 公開（公告）號: CN104781343A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: J·S·拉托雷;K·金達爾;A·夏爾馬
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08L83/06;C08J5/18;C08J3/12;C08G77/16
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳長會

技術領域

本發明描述了用于制備倍半硅氧烷樣粒子及其組合物和制品的方法。

背景技術

在最近幾年，疏水性膜和涂層由于多個吸引人的品質而獲得了相當多的關注。高度疏水性表面已經在自然界中得到認識，或許最普遍的是荷葉以及蟬翼上的表面。由于具有疏水性特性，因此荷葉能夠通過在水滴滑離其表面時沖洗掉粉塵粒子和碎屑來進行自動清潔。這種自動清潔的能力在許多現代應用中是合乎需要的。

為了實現這些高度疏水性表面，將疏水性粒子添加到涂層和膜中不僅賦予涂層或膜的疏水性，而且還改善和/或增強機械性能。

疏水性粒子中的一類是疏水性二氧化硅或二氧化硅樣粒子。疏水性二氧化硅粒子通常通過首先用熱解法或沉淀法制備二氧化硅粒子，然后用合適的疏水性基團諸如有機硅或有機鹵代硅烷化合物使二氧化硅粒子功能化來制備。參見例如美國專利3,677,784(Nitzsche等人)；4,191,587(Kratel等人)；以及美國專利公開2009/0298982(Meyer等人)。制備有機改性的二氧化硅粒子的另一種方法由Arkhireeva等人在J.Mater.Chem.,2003,13,3122-3127(《材料化學雜志》，2003年，第13期，第3122-3127頁)中公開，其公開了使用溶膠凝膠方法合成倍半硅氧烷納米粒子。在該合成中，用作種子的硅酸鈉與有機三烷氧基硅烷前體結合以形成倍半硅氧烷納米粒子。

發明內容

希望找到制備有機硅雜化粒子的替代方法。在一個實施例中，該方法是簡單和/或節省成本的替代形式。可能還希望具有帶有更少–OH基團的有機硅雜化粒子。

在一個方面，描述了包含多個倍半硅氧烷樣粒子的組合物，其中所述粒子基本上不含–OH鍵，并且其中多個倍半硅氧烷樣粒子的至少一部分具有小于100微米的平均粒徑。

在一個實施例中，本公開的多個倍半硅氧烷樣粒子具有小于100納米的平均粒徑。

在另一個方面，描述了制備多個粒子的方法，該方法包括：提供溶液、水溶性堿和聚氫硅氧烷；在兩相溶液的存在下，使所述聚氫硅氧烷與所述水溶性堿接觸。

在另一個方面，描述了包含多個倍半硅氧烷樣粒子的涂層，其中所述粒子基本上不含–OH鍵，并且其中多個倍半硅氧烷樣粒子的至少一部分具有小于100微米的平均粒徑。

上述發明內容并非意圖描述每個實施例。本發明的一個和多個實施例的細節還在下面的描述中示出。根據以下“具體實施方式”和“權利要求書”，本發明的其他特征、目標和優點將顯而易見。

具體實施方式

如本文所用，術語：

“一個”、“一種”和“所述”可互換使用并且意指一個或多個；并且

“和/或”用于表示所說明的情況之一或兩者均可能發生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。

本公開提供了倍半硅氧烷樣粒子(本文可互換地稱為粒子)的良好制備。倍半硅氧烷是有機和無機雜化物。倍半硅氧烷的特征在于通式RSiO_3/2，其中R代表有機取代基。硅原子通過氧原子連接在一起，并且R基團連接至硅原子。Si-O基團提供無機特性，而R基團提供有機特性。

本公開的倍半硅氧烷樣粒子衍生自聚氫硅氧烷和水溶性堿，兩者接觸以形成本公開的粒子。

聚氫硅氧烷是由下式表示的聚合物：

其中，Z₁和Z₂是端基；n為大于2的整數；并且R是有機基團。