[发明专利]一种制备聚有机硅倍半氧烷微球的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备聚有机硅倍半氧烷微球的方法。

背景技术

聚有机硅倍半氧烷微球不仅相对密度低，而且具有卓越的耐热性、耐候性、润滑性、防水性以及高硬度、耐磨性等特性，可用于塑料、橡胶、涂料、油墨、化妆品以及液晶显示器调整垫、光扩散板、高清晰录相带、热敏印刷品等的制造，以改善其润滑性、光泽性、疏水性、防污性、脱模性、阻燃性等。目前已有不少专利报道了硅树脂微球的制法。Watanabe T在日本专利(JP4088022)中提出将甲基三甲氧基硅烷或其部分水解缩聚物滴入碱性水溶液中，进行水解缩聚反应，制成球形微球。Ochiai T在日本专利(JP9095534)中指出将甲基三甲氧基硅烷经多孔膜压入水相，形成单分散性乳液，再加入氨水进行水解缩聚反应，制得不含乳化剂的聚甲基硅倍半氧烷微球，并可连续生产。多孔膜的孔径应为100～1500nm，材质可以选用氧化铝膜；多孔膜的孔径应均匀，这样才能形成单分散性的O/W型乳液。Harada Yukinobu在日本专利(JP2000186148)中提出采用水解-缩聚两步法制备聚硅氧烷微球，第一步，将甲基三甲氧基硅烷和水在一定条件下发生水解反应得到有机硅烷醇；第二步，有机硅烷醇在碱性条件下进行缩聚反应生成聚硅氧烷微球。将水解和缩聚分开进行，使反应易于控制，提高了效率。现有的各种制备方法有的是基于水解-缩聚两步法来制备，有的需要加入表面活性剂或者通过筛分来实现微球粒径的均一性，步骤繁琐。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备聚有机硅倍半氧烷微球的方法。

本发明提供的制备聚有机硅倍半氧烷微球的方法，包括如下步骤：

1)将结构通式为R₁Si(OR₂)₃的化合物中的一种或任意几种的混合物加入到水和醇的混合液中，搅拌至匀；

上述结构通式R₁Si(OR₂)₃中，R₁为氢、甲基或乙烯基，R₂为C1-C4的烷基；

2)将碱金属氢氧化物的水溶液或氨水加入到所述步骤1)得到的反应体系中，反应完毕得到聚有机硅倍半氧烷微球。

上述制备方法的步骤1)中，水和醇的混合液中，水和醇的体积比为50-100：0-50，优选65-90：10-35；结构通式为R₁Si(OR₂)₃的化合物与水和醇的混合液的体积比为2.5-20：100，优选4-15：100；水和醇的混合液中，醇为甲醇、乙醇、异丙醇或丁醇中的任意一种或其任意比例的混合物。该步骤的反应温度为15-35℃，优选20-30℃。

步骤2)中，氨水的质量百分比浓度(以NH₃·H₂O计)为20-30％，优选25-28％；碱金属氢氧化物的水溶液的质量百分比浓度为0.5-20％，优选1-10％；碱金属氢氧化物的水溶液或氨水与步骤1)得到的反应体系的体积比为0.01-10：100，优选0.01-5:100。反应温度为15-35℃，优选20-30℃，反应时间为0.5-4小时，优选0.5-2小时。反应完毕后，可对产物作如下分离：由于聚有机硅倍半氧烷微球不溶于水，故将反应体系静置0.5-5小时后，该微球即沉降，将该沉淀物过滤，并用水或乙醇洗涤，干燥，即得到纯化的聚有机硅倍半氧烷微球，微球的粒径为0.4-20μm。

本发明提供的制备聚有机硅倍半氧烷微球的方法，采用一步法，且反应在常温下进行，制备过程中不使用含有无机离子的催化剂，工艺简单，生产周期短，得到的聚有机硅倍半氧烷微球具有良好的球形，粒径在微米级且呈窄分布。

附图说明

图1为本发明实施例1制备得到的聚有机硅倍半氧烷微球的电镜照片。

图2为本发明实施例2制备得到的聚有机硅倍半氧烷微球的电镜照片。

图3为本发明实施例3制备得到的聚有机硅倍半氧烷微球的电镜照片。

图4为本发明实施例4制备得到的聚有机硅倍半氧烷微球的电镜照片。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1、制备聚有机硅倍半氧烷微球