CN108129671A - 一种基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法 - Google Patents

一种基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108129671A
CN108129671A CN201711361540.2A CN201711361540A CN108129671A CN 108129671 A CN108129671 A CN 108129671A CN 201711361540 A CN201711361540 A CN 201711361540A CN 108129671 A CN108129671 A CN 108129671A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon rubber
micro
super
hydrophobicity
microballoon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711361540.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108129671B (zh
Inventor
姜彦�
徐敏
金崔妮
张洪文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou University
Original Assignee
Changzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou University filed Critical Changzhou University
Priority to CN201711361540.2A priority Critical patent/CN108129671B/zh
Publication of CN108129671A publication Critical patent/CN108129671A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108129671B publication Critical patent/CN108129671B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G83/00—Macromolecular compounds not provided for in groups C08G2/00 - C08G81/00
    • C08G83/001—Macromolecular compounds containing organic and inorganic sequences, e.g. organic polymers grafted onto silica

Abstract

本发明属于功能材料领域，特别涉及一种基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法：在表面含有Si‑H键的硅橡胶微球表面包覆经硅烷偶联剂和聚硅氧烷处理后的纳米级二氧化硅，从而获得微纳小球，这种制备方法具有反应工艺简便、反应条件温和等优点。

Description

一种基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法
技术领域
本发明属于功能材料领域，特别涉及一种基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法。
背景技术
目前，超疏水材料的制备方法主要有溶胶凝胶法、自组装技术、相分离法、等离子体刻蚀法等，这些制备方法都存在一些不足，例如制备工艺复杂、反应条件较为苛刻、采用的设备或原料昂贵等，不利于超疏水材料的应用与发展。
发明内容
本发明提供了一种基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法，在硅橡胶微球表面包覆纳米级二氧化硅从而获得微纳小球，这种制备方法具有反应工艺简便、反应条件温和等优点，步骤为：
(1)合成表面含有Si-H键的硅橡胶微球，
利用乙烯基聚硅氧烷与含氢硅油在Pt催化剂作用下合成硅橡胶微球，
乙烯基聚硅氧烷的结构式为含氢硅油的结构式为
合成硅橡胶微球时，控制Si-H键与C＝C键的比例，即Si-H键过量，从而获得表面含有Si-H键的硅橡胶微球；
(2)采用硅烷偶联剂和聚硅氧烷对纳米级二氧化硅进行处理，
硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，
聚硅氧烷结构式为
本步骤中，聚硅氧烷的端羟基、偶联剂水解后得到的硅羟基、二氧化硅表面的羟基之间发生硅羟基与硅羟基之间脱水反应，从而在纳米级二氧化硅表面同时接上硅烷偶联剂和聚硅氧烷，
硅烷偶联剂由于含有碳碳双键，在后续步骤(3)中能够与硅橡胶微球表面的Si-H键反应实现化学连接，将纳米二氧化硅接到硅橡胶微球表面；而聚硅氧烷的引入可以在后期反应中引导更多游离的接枝硅烷偶联剂的纳米二氧化硅包覆到硅橡胶微球的表面，增加对硅橡胶微球的包覆率(虽然在本专利的反应条件下，聚硅氧烷另一端的硅羟基与硅橡胶微球表面的硅氢键之间无法发生脱氢反应)；
(3)将步骤(2)中处理过的纳米级二氧化硅包覆在步骤(1)合成的硅橡胶微球表面，
具体操作为，将步骤(2)中处理过的纳米级二氧化硅和步骤(1)合成的硅橡胶微球于溶剂中超声分散充分，并加入Karstedt型Pt催化剂，30℃反应1h，升温至50℃反应23h，反应结束后过滤，滤饼经过水洗并抽真空干燥，
其中，按重量份数计算，步骤(2)中处理过的纳米级二氧化硅为0.05～0.25份，步骤(1)合成的硅橡胶微球为0.3～0.7份，溶剂为25～50份，Karstedt型Pt催化剂为0.01～0.03份，
溶剂选择正己烷或乙酸乙酯，
Karstedt型Pt催化剂选择Pt-50或Pt-56。
附图说明
图1为实施例1基于硅橡胶微球制备的具有超疏水性的微纳小球的傅里叶变换红外光谱图，图中1099cm-1、1018cm-1是硅橡胶微球中-Si-O-Si-的伸缩振动峰，在2154cm-1处并未出现Si-H的特征吸收峰，以及在1615cm-1处未出现C＝C的特征吸收峰，这说明经硅烷偶联剂和聚硅氧烷修饰后的二氧化硅已经成功反应在了硅橡胶微球上。
图2为实施例1基于硅橡胶微球制备的具有超疏水性的微纳小球的扫描电子显微镜图，从图中可以看出，经硅烷偶联剂和聚硅氧烷修饰后的二氧化硅布满了硅橡胶微球的表面，并且形状大小较为均一，呈较均匀分布，整个微纳小球大小为20μm左右。
图3为实施例1基于硅橡胶微球制备的具有超疏水性的微纳小球的水相接触角图，如图所示，经过二氧化硅包覆的硅橡胶微球的静态水相接触角达到了150.5°，呈超疏水状态。
图4为对比实施例1基于硅橡胶微球制备的微纳小球的水相接触角图，如图所示，经过二氧化硅包覆的硅橡胶微球的静态水相接触角仅为136°。
具体实施方式
实施例1
(1)利用乙烯基聚硅氧烷与含氢硅油在Pt-50催化剂作用下合成表面含有Si-H键的硅橡胶微球；
(2)采用乙烯基三甲氧基硅烷和聚硅氧烷对纳米级二氧化硅进行处理
将5mL氨水、5mL去离子水、100mL无水乙醇加入反应瓶中，30℃下搅拌20min后，于保温状态下利用恒压滴液漏斗向其中缓慢滴加3mL正硅酸乙酯，滴完后恒温反应1h，然后向反应体系加入3mL乙烯基三甲氧基硅烷和0.5g端羟基聚硅氧烷的混合物，30℃恒温反应24h，再升温至70℃反应2h，离心、滤饼洗涤充分后于30℃下真空干燥，得到处理后的纳米二氧化硅；
(3)将0.1g步骤(2)中处理过的纳米级二氧化硅和0.5g步骤(1)合成的硅橡胶微球于30g正己烷中超声分散充分，取0.02g的催化剂Pt-50用5g正己烷充分分散后缓慢加入到前述的超声分散体系中，30℃反应1h，升温至50℃反应23h，反应结束后过滤，滤饼水洗三次并抽真空干燥，即得到基于硅橡胶微球制备的具有超疏水性的微纳小球。
实施例2
(1)同实施例1；
(2)同实施例1；
(3)将0.2g步骤(2)中处理过的纳米级二氧化硅和0.5g步骤(1)合成的硅橡胶微球于30g正己烷中超声分散充分，取0.02g的催化剂Pt-50用5g正己烷充分分散后缓慢加入到前述的超声分散体系中，30℃反应1h，升温至50℃反应23h，反应结束后过滤，滤饼水洗三次并抽真空干燥，即得到基于硅橡胶微球制备的具有超疏水性的微纳小球。
实施例3
(1)同实施例1；
(2)同实施例1；
(3)将0.3g步骤(2)中处理过的纳米级二氧化硅和0.5g步骤(1)合成的硅橡胶微球于30g乙酸乙酯中超声分散充分，取0.02g的催化剂Pt-50用5g乙酸乙酯充分分散后缓慢加入到前述的超声分散体系中，30℃反应1h，升温至50℃反应23h，反应结束后过滤，滤饼水洗三次并抽真空干燥，即得到基于硅橡胶微球制备的具有超疏水性的微纳小球。
对比实施例1
(1)同实施例1；
(2)将实施例1步骤(2)中的“聚硅氧烷”替换为等摩尔的“乙烯基三甲氧基硅烷”，其余操作不变；
(3)同实施例1。

Claims (7)

1.一种基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法，其特征在于：所述方法的步骤为，
(1)合成表面含有Si-H键的硅橡胶微球；
(2)采用硅烷偶联剂和聚硅氧烷对纳米级二氧化硅进行处理；
(3)将步骤(2)中处理过的纳米级二氧化硅包覆在步骤(1)合成的硅橡胶微球表面。
2.如权利要求1所述的基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法，其特征在于：步骤(1)中，通过乙烯基聚硅氧烷与含氢硅油在Pt催化剂作用下合成硅橡胶微球。
3.如权利要求1所述的基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
4.如权利要求1所述的基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法，其特征在于：步骤(3)的具体操作为，
将步骤(2)中处理过的纳米级二氧化硅和步骤(1)合成的硅橡胶微球于溶剂中超声分散充分，并加入Karstedt型Pt催化剂，30℃反应1h，升温至50℃反应23h，反应结束后过滤，滤饼经过水洗并抽真空干燥。
5.如权利要求4所述的基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法，其特征在于：按重量份数计算，步骤(2)中处理过的纳米级二氧化硅为0.05～0.25份，步骤(1)合成的硅橡胶微球为0.3～0.7份，溶剂为25～50份，Karstedt型Pt催化剂为0.01～0.03份。
6.如权利要求4所述的基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法，其特征在于：所述的溶剂为正己烷或乙酸乙酯。
7.如权利要求4所述的基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法，其特征在于：所述的Karstedt型Pt催化剂为Pt-50或Pt-56。
CN201711361540.2A 2017-12-18 2017-12-18 一种基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法 Active CN108129671B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711361540.2A CN108129671B (zh) 2017-12-18 2017-12-18 一种基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711361540.2A CN108129671B (zh) 2017-12-18 2017-12-18 一种基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108129671A true CN108129671A (zh) 2018-06-08
CN108129671B CN108129671B (zh) 2021-01-29

Family

ID=62390478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711361540.2A Active CN108129671B (zh) 2017-12-18 2017-12-18 一种基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108129671B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111171321A (zh) * 2020-02-24 2020-05-19 华南理工大学 一种长链烷基硅油型硅膏及其制备方法与应用
CN112844260A (zh) * 2020-12-29 2021-05-28 常州大学 一种可调节疏水性的复合微球涂层的制备方法
CN113480740A (zh) * 2021-07-16 2021-10-08 常州大学 硅橡胶用可调节双疏性填料的制备方法及硅橡胶膜的制备
CN116082847A (zh) * 2023-02-27 2023-05-09 华东理工大学 一种用于超疏水改性的硅橡胶微球及其制备方法
CN117645728A (zh) * 2024-01-29 2024-03-05 江苏恒力化纤股份有限公司 一种增柔阻燃剂及高强柔性阻燃聚酯工业丝的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101165083A (zh) * 2006-10-16 2008-04-23 中国科学院化学研究所 纳米二氧化硅微粒增强的超疏水聚苯乙烯薄膜及其制备方法
CN101181184A (zh) * 2007-11-30 2008-05-21 华南理工大学 一种化妆品用多功效复合微球及其制备方法
CN102051120A (zh) * 2009-11-03 2011-05-11 汉高股份有限及两合公司 一种超疏水涂层材料及其制备方法和超疏水涂层
CN102500297A (zh) * 2011-11-04 2012-06-20 无锡中科光远生物材料有限公司 一种利用疏水纳米粒子自组装制备多功能纳米微球的方法
CN103626897A (zh) * 2013-11-28 2014-03-12 上海化工研究院 具有核壳结构的有机/无机复合微球及其制备方法和应用
CN105237794A (zh) * 2015-11-04 2016-01-13 北京化工大学 一种超疏水弹性体的制备方法
KR101654972B1 (ko) * 2014-04-11 2016-09-07 가톨릭대학교 산학협력단 폴리도파민이 코팅된 폴리디메틸실록세인 마이크로스피어의 제조
CN106928476A (zh) * 2017-02-28 2017-07-07 江苏晨光涂料有限公司 一种用于光扩散剂的硅橡胶微球的制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101165083A (zh) * 2006-10-16 2008-04-23 中国科学院化学研究所 纳米二氧化硅微粒增强的超疏水聚苯乙烯薄膜及其制备方法
CN101181184A (zh) * 2007-11-30 2008-05-21 华南理工大学 一种化妆品用多功效复合微球及其制备方法
CN102051120A (zh) * 2009-11-03 2011-05-11 汉高股份有限及两合公司 一种超疏水涂层材料及其制备方法和超疏水涂层
CN102500297A (zh) * 2011-11-04 2012-06-20 无锡中科光远生物材料有限公司 一种利用疏水纳米粒子自组装制备多功能纳米微球的方法
CN103626897A (zh) * 2013-11-28 2014-03-12 上海化工研究院 具有核壳结构的有机/无机复合微球及其制备方法和应用
KR101654972B1 (ko) * 2014-04-11 2016-09-07 가톨릭대학교 산학협력단 폴리도파민이 코팅된 폴리디메틸실록세인 마이크로스피어의 제조
CN105237794A (zh) * 2015-11-04 2016-01-13 北京化工大学 一种超疏水弹性体的制备方法
CN106928476A (zh) * 2017-02-28 2017-07-07 江苏晨光涂料有限公司 一种用于光扩散剂的硅橡胶微球的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨磊: "有机硅/二氧化硅纳米复合胶乳及其耐高温乳胶漆的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111171321A (zh) * 2020-02-24 2020-05-19 华南理工大学 一种长链烷基硅油型硅膏及其制备方法与应用
CN111171321B (zh) * 2020-02-24 2021-05-14 华南理工大学 一种长链烷基硅油型硅膏及其制备方法与应用
CN112844260A (zh) * 2020-12-29 2021-05-28 常州大学 一种可调节疏水性的复合微球涂层的制备方法
CN113480740A (zh) * 2021-07-16 2021-10-08 常州大学 硅橡胶用可调节双疏性填料的制备方法及硅橡胶膜的制备
CN113480740B (zh) * 2021-07-16 2022-08-23 常州大学 硅橡胶用可调节双疏性填料的制备方法及硅橡胶膜的制备
CN116082847A (zh) * 2023-02-27 2023-05-09 华东理工大学 一种用于超疏水改性的硅橡胶微球及其制备方法
CN116082847B (zh) * 2023-02-27 2024-04-16 华东理工大学 一种用于超疏水改性的硅橡胶微球及其制备方法
CN117645728A (zh) * 2024-01-29 2024-03-05 江苏恒力化纤股份有限公司 一种增柔阻燃剂及高强柔性阻燃聚酯工业丝的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108129671B (zh) 2021-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108129671A (zh) 一种基于硅橡胶微球制备具有超疏水性的微纳小球的方法
CN106751741B (zh) 一种聚氨酯纳米复合材料的制备方法
CN106336469B (zh) 一种基于杜仲胶的自修复弹性体材料的合成方法
CN112680180B (zh) 一种高粘接强度的加成型硅橡胶及其制备方法
CN105524279B (zh) 一种甲基苯基导热硅油的制备方法
CN101475179B (zh) 一种有机无机杂化氧化硅纳米球的制备方法
CN106700545B (zh) 一种复合型耐磨橡胶材料
CN108841005A (zh) 硅氢加成型硅树脂高温催化抑制体系及其制备方法和应用
CN101817999B (zh) 二次改性白炭黑的制备方法
CN104147986A (zh) 一种含有长链硫醚键的内核-中空-外壳结构的介孔有机-无机杂化球及其制备方法
CN109796601B (zh) 一种二氧化硅改性的有机硅消泡剂及其制备方法
CN115012208B (zh) 一种氧化硅气凝胶毡的高效常压干燥规模化制备方法
CN110527300A (zh) 一种具有互穿网络结构的高强度环氧-硅橡胶改性材料
CN109721330B (zh) 一种GO-SiO2复合超高分子量聚乙烯纤维布气凝胶的制备方法
CN110092939B (zh) 聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶及其制备方法
CN106279772B (zh) 一种埃洛石纳米管表面原位生长二氧化硅制备杂化填料的方法
CN109369861A (zh) 一种亲水性有机硅微球及其制备方法
CN112876684B (zh) 一种粒径可控微米级高交联度有机硅聚合物微球及其制备方法
CN114214025B (zh) 一种新型双组份硅酮结构密封胶及其制备方法
CN104531003B (zh) 一种加成型硅橡胶用硼酸酯增粘剂及其制备方法与应用
CN106366721A (zh) 散热涂料及其制备方法
CN111732871B (zh) 一种轻质高防热涂料及其制备方法
CN106928476A (zh) 一种用于光扩散剂的硅橡胶微球的制备方法
CN108102603B (zh) 一种含石墨烯的双组份加成型导热硅橡胶及其制备方法
CN107649111A (zh) 一种改性硅胶的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant