CN1667024A - 聚合物包覆的纳米聚硅微粒及其制备方法 - Google Patents
聚合物包覆的纳米聚硅微粒及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1667024A CN1667024A CN 200410010121 CN200410010121A CN1667024A CN 1667024 A CN1667024 A CN 1667024A CN 200410010121 CN200410010121 CN 200410010121 CN 200410010121 A CN200410010121 A CN 200410010121A CN 1667024 A CN1667024 A CN 1667024A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- preparation
- nano polysilicon
- polymer
- organic acid
- nano
- 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
Links
Landscapes
- Silicon Polymers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种聚合物包覆的纳米聚硅微粒及其制备方法，将硅酸钠进行水解，在反应介质存在的条件下，向溶液中加入聚合物单体，生成纳米聚硅，加入有机酸对其表面进行修饰或吸附，在表面聚合反应形成一层聚合物，经破乳、过滤、洗涤、干燥后即可制得白色固体粉末状的聚合物包覆的纳米聚硅微粒。本发明所制备的纳米聚硅可以作为油田在二次、三次采油时增加油井注水量的材料，同时还可作为耐火材料、橡胶、塑料、涂料、纺织品、光电材料、润滑油(酯)等填料或添加剂，并且可以增强上述材料的韧性、强度、抗磨等性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚合物包覆的纳米聚硅微粒，同时还涉及一种制备该聚合物包覆的纳米聚硅微粒的制备方法。
背景技术
纳米聚硅(或称纳米硅基氧化物)在作为油田采油、耐火材料、橡胶、塑料、涂料、纺织品、光电材料、润滑油(酯)等填料或添加剂方面都有广泛的应用，但现有的纳米聚硅产品在非极性溶剂中不能分散或分散的效果不佳，从而很大程度上制约了其在以上领域中的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由聚合物包覆的纳米聚硅微粒，以提高其在非极性溶剂中的分散性。
同时，本发明的目的还在于提供一种制备该聚合物包覆的纳米聚硅微粒的制备方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案在于采用了一种聚合物包覆的纳米聚硅微粒，将硅酸钠进行水解，在反应介质存在的条件下，向溶液中加入聚合物单体，生成纳米聚硅，加入有机酸对其表面进行修饰或吸附，在表面聚合反应形成一层聚合物，在25-100C的温度下反应1-20小时，经破乳、过滤、洗涤、干燥后即可制得白色固体粉末状的聚合物包覆的纳米聚硅微粒。
所述的有机酸和聚合物所占的质量百分比为5-80％。
同时，本发明的技术方案还在于提供一种聚合物包覆的纳米聚硅微粒的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)用硅酸钠进行水解，调节pH值大小为2-6，水解温度为20-60℃；
(2)在反应介质存在下，加入聚合物单体，在硅酸钠水解形成的氧化硅表面发生聚合，聚合温度为50-90℃，然后加入有机酸对其表面进行修饰或吸附，在25-100℃的温度下反应1-20小时；
(3)经破乳、过滤、洗涤、干燥后得白色固体粉末，即为聚合物包覆的纳米聚硅微粒。
步骤(1)的pH值调节剂可以为H2SO4。
所述的反应介质为：四氢呋喃、C2-C20的脂肪酸、丙酮、环己烷、C2-C12的醇其单独或组合与水的混合介质。
所述的反应介质优选为乙醇与水的混合介质。
所述的聚合物单体为：甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、二乙烯苯其中的一种或其组合。
所述的有机酸包括C4-C18的直链或支链烷基酸。
所述的有机酸与硅酸钠的摩尔比为1∶0.1-10。
所述的表面包覆的聚合物与硅酸钠的摩尔比为1∶0.1-10。
由于加入的聚合物单体在硅酸钠水解形成的氧化硅表面发生聚合，形成可分散于非极性溶剂中的纳米聚硅微粒，纳米聚硅(或称纳米硅基氧化物)表面包覆的高分子聚合物，可以降低与非极性介质间的表面张力，因此易于在非极性溶剂中分散，本发明的纳米聚硅可以作为油田在二次、三次采油时增加油井注水量的材料，同时还可作为耐火材料、橡胶、塑料、涂料、纺织品、光电材料、润滑油(酯)等填料或添加剂，并且可以增强上述材料的韧性、强度、抗磨等性能。本发明所采用的制备方法为化学合成方法，易于工业化生产。
将本发明所制备的聚合物包覆的纳米聚硅微粒进行如下实验：
静态水接触角测量采用CA-A型接触角测定仪，检测液为蒸馏水，测得纳米聚硅(或称纳米硅基氧化物)表面包覆有高分子聚合物的接触角平均大于95°，说明纳米聚硅微粒表面为非极性，具有亲油性。
分散性实验：将纳米聚硅(或称纳米硅基氧化物)表面包覆有高分子聚合物纳米微球配成2％的油分散液(溶液为液体石蜡、苯、柴油等)，均形成透明溶液，沉降时间大于30天，说明本发明所制备的样品具有较好的油分散性。
附图说明
图1为本发明的实施例1所制备的纳米聚硅微粒的TEM图；
图2为本发明的实施例2所制备的纳米聚硅微粒的TEM图。
具体实施方式
实施例1
取200ml蒸馏水置于250ml的三颈瓶中，加入8.52g Na2SiO3·9H2O，搅拌至透明，过滤除去不溶物质，将滤液升温至40℃，选用50％浓度的硫酸为pH值调节剂，调节溶液的pH值为5.0，加入1ml甲基丙烯酸反应2小时，向上述溶液中加入0.5g乳化剂和1.2ml甲基丙烯酸甲酯后，恒温搅拌1小时，升温至70℃，然后加入0.1g过硫酸钾，反应3小时后，破乳，过滤，洗涤，干燥得到白色固体粉末，即为聚合物包覆的纳米聚硅微粒。如图1所示，在JEM-2010投射电子显微镜下进行形貌观察，测得其粒径范畴为纳米尺度，其粒径为50nm。
将本实施例所制备的聚合物包覆的纳米聚硅微粒做分散性实验：将纳米聚硅(或称纳米硅基氧化物)表面包覆有高分子聚合物纳米微球配成2％的油分散液，其中溶液分别为液体石蜡、苯、柴油，实验证明均形成透明溶液，沉降时间大于30天，说明本发明所制备的样品具有较好的油分散性。
实施例2
取150ml蒸馏水和50ml乙醇置于250ml的三颈瓶中，加入8.52gNa2SiO3·9H2O，搅拌至透明，过滤除去不溶物质，将滤液升温至40℃，调节pH值为4.0，加入2ml油酸反应2小时，向上述溶液中加入2ml苯乙烯、二乙烯苯后，恒温搅拌1小时，升温至70℃，然后加入0.1g过硫酸钾，反应3小时后，破乳，过滤，洗涤，干燥得到白色固体粉末，即为聚合物包覆的纳米聚硅微粒。如图2所示，在JEM-2010投射电子显微镜下对其进行进行形貌观察，测得其粒径范畴为纳米尺度。
将本实施例所制备的聚合物包覆的纳米聚硅微粒做分散性实验：将纳米聚硅(或称纳米硅基氧化物)表面包覆有高分子聚合物纳米微球配成2％的油分散液，其中溶液分别为液体石蜡、苯、柴油，实验证明均形成透明溶液，沉降时间大于30天，说明本发明所制备的样品具有较好的油分散性。
Claims (10)
1、一种聚合物包覆的纳米聚硅微粒，其特征在于：将硅酸钠进行水解，在反应介质存在的条件下，向溶液中加入聚合物单体，生成纳米聚硅，加入有机酸对其表面进行修饰或吸附，在表面聚合反应形成一层聚合物，经破乳、过滤、洗涤、干燥后即可制得白色固体粉末状的聚合物包覆的纳米聚硅微粒。
2、根据权利要求1所述的聚合物包覆的纳米聚硅微粒，其特征在于：所述的有机酸和聚合物所占的质量百分比为5-80％。
3、一种聚合物包覆的纳米聚硅微粒的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)用硅酸钠进行水解，调节pH值大小为2-6，水解温度为20-60℃；
(2)在反应介质存在下，加入聚合物单体，在硅酸钠水解形成的氧化硅表面发生聚合，聚合温度为50-90℃，然后加入有机酸对其表面进行修饰或吸附，在25-100℃的温度下反应1-20小时；
(3)经破乳、过滤、洗涤、干燥后得白色固体粉末，即为聚合物包覆的纳米聚硅微粒。
4、根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)的pH值调节剂可以为H2SO4。
5、根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的反应介质为：四氢呋喃、C2-C20的脂肪酸、丙酮、环己烷、C2-C12的醇其单独或组合与水的混合介质。
6、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述的反应介质优选为乙醇与水的混合介质。
7、根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的聚合物单体为：甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、二乙烯苯其中的一种或其组合。
8、根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的有机酸包括C4-C18的直链或支链烷基酸。
9、根据权利要求3-8中任一条所述的制备方法，其特征在于：所述的有机酸与硅酸钠的摩尔比为1∶0.1-10。
10、根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述的表面包覆的聚合物与硅酸钠的摩尔比为1∶0.1-10。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004100101210A CN100419002C (zh) | 2004-03-10 | 2004-03-10 | 聚合物包覆的纳米聚硅微粒及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004100101210A CN100419002C (zh) | 2004-03-10 | 2004-03-10 | 聚合物包覆的纳米聚硅微粒及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1667024A true CN1667024A (zh) | 2005-09-14 |
| CN100419002C CN100419002C (zh) | 2008-09-17 |
Family
ID=35038320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2004100101210A Expired - Fee Related CN100419002C (zh) | 2004-03-10 | 2004-03-10 | 聚合物包覆的纳米聚硅微粒及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100419002C (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101812289A (zh) * | 2010-04-02 | 2010-08-25 | 河南大学 | 一种纳米聚硅微粒及其制备方法和应用 |
| CN101831283A (zh) * | 2010-04-02 | 2010-09-15 | 河南大学 | 一种水基纳米聚硅微粒及其制备方法和应用 |
| CN116003800A (zh) * | 2023-01-11 | 2023-04-25 | 江苏涌新材料科技有限公司 | 一种有机硅基聚碳酸酯阻燃剂及其用途 |
| CN116041706A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-05-02 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种微球型水合物抑制剂及其应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1195010C (zh) * | 2002-05-23 | 2005-03-30 | 复旦大学 | 二氧化硅－聚合物复合材料的制备方法 |
-
2004
- 2004-03-10 CN CNB2004100101210A patent/CN100419002C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101812289A (zh) * | 2010-04-02 | 2010-08-25 | 河南大学 | 一种纳米聚硅微粒及其制备方法和应用 |
| CN101831283A (zh) * | 2010-04-02 | 2010-09-15 | 河南大学 | 一种水基纳米聚硅微粒及其制备方法和应用 |
| CN101812289B (zh) * | 2010-04-02 | 2013-04-10 | 河南大学 | 一种纳米聚硅微粒及其制备方法和应用 |
| CN101831283B (zh) * | 2010-04-02 | 2013-04-10 | 河南大学 | 一种水基纳米聚硅微粒及其制备方法和应用 |
| CN116041706A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-05-02 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种微球型水合物抑制剂及其应用 |
| CN116003800A (zh) * | 2023-01-11 | 2023-04-25 | 江苏涌新材料科技有限公司 | 一种有机硅基聚碳酸酯阻燃剂及其用途 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100419002C (zh) | 2008-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tang et al. | Synthesis of nano-ZnO/poly (methyl methacrylate) composite microsphere through emulsion polymerization and its UV-shielding property | |
| CN1886469B (zh) | 含有表面改性的纳米粒子的溶液 | |
| JP5186708B2 (ja) | 樹脂組成物及び樹脂組成物からなる成形品、フィルム又はコーティング剤 | |
| CN1824699A (zh) | 一种降低丙烯酸酯材料表面能的方法 | |
| KR101261931B1 (ko) | 나노 다이아몬드 입자를 이용한 수지 코팅 방법 | |
| CN1468898A (zh) | 一种超顺磁性聚合物微球的制备方法 | |
| CN1756717A (zh) | 包覆有二氧化硅的金属纳米颗粒及其制造方法 | |
| CN1303260C (zh) | 一种碳纳米管薄膜的电泳沉积制备方法 | |
| Zhou et al. | Homogeneous nanoparticle dispersion prepared with impurity-free dispersant by the ball mill technique | |
| CN1536032A (zh) | 一种纳米二氧化硅乳液及其制造方法和用途 | |
| Wang et al. | Synthesis and characterization of nanosilica/polyacrylate composite latex | |
| CN111574984B (zh) | 一种改性聚合物的方法、该方法制得的复配聚合物及其应用 | |
| CN1667024A (zh) | 聚合物包覆的纳米聚硅微粒及其制备方法 | |
| Xu et al. | Surface modification of Sb2O3 nanoparticles with dioctylphthalate | |
| Park et al. | Effect of pH on monolayer properties of colloidal silica particles at the air/water interface | |
| CN1595558A (zh) | 一种磁流变液及其制备方法 | |
| KR101543027B1 (ko) | 자동차용 타이어 조성물 | |
| Yang et al. | Aminosilane modified graphene oxide for reinforcing nitrile butadiene rubber: Experiments and molecular dynamic simulations | |
| CN112920787B (zh) | 一种笼形两亲纳米颗粒及其制备方法和应用 | |
| CN1173884C (zh) | 氨基化硅壳类纳米颗粒材料及其制备工艺方法 | |
| CN1202145C (zh) | 聚氯乙烯/层状硅酸盐纳米复合材料的制备方法 | |
| Dai et al. | Synthesis and characterization of water-sensitive core-shell type microspheres for water shut-off in the oil field | |
| Chakrabarty et al. | Processing dependence of surface morphology in condensation cured PDMS nanocomposites | |
| Xiao et al. | Mechanism on surface hydrophobically modification of fibrous wollastonite and its reinforcement of natural rubber | |
| CN1966586A (zh) | 一种可反应、单分散表面修饰银纳米颗粒及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080917 Termination date: 20140310 |