[发明专利]一种介孔硅树脂及其制备方法

权利要求书

1.一种介孔硅树脂，其特征在于：它是采用甲基苯基硅氧烷树脂(MPS)为树脂基体，嵌段共聚物聚二甲基硅氧烷-聚氧乙烯（PDMS-PEO）为模板剂，以四氢呋喃（THF）为溶剂，通过溶剂挥发诱导自组装方法制得；所述介孔硅树脂的孔径为5~50nm。

2.如权利要求1所述的介孔硅树脂，其特征在于：所述 (MPS)树脂溶于THF中，甲基苯基硅氧烷树脂(MPS)的浓度为20~80wt%；所述（PDMS-PEO）溶于THF中，PDMS-PEO的浓度为2~10wt%。

3.如权利要求2所述的介孔硅树脂，其特征在于：所述甲基苯基硅氧烷树脂(MPS)溶于THF中，甲基苯基硅氧烷树脂(MPS)的浓度为30wt%；所述嵌段共聚物聚二甲基硅氧烷-聚氧乙烯（PDMS-PEO）溶于THF中，PDMS-PEO的浓度为5wt%。

4.如权利要求1、2或3所述的介孔硅树脂，其特征在于：所述PDMS-PEO与MPS的质量比为0.7~1.3：2~4。

5.如权利要求1～4任一项所述介孔硅树脂的制备方法，其特征在于：将PDMS-PEO (M_w=3012, DMS₃₂-EO₂₀)的THF溶液与MPS树脂的THF溶液混合，搅拌0.3~0.6 h，置于平板容器中，室温下挥发5~8 h，在100~180℃范围内热聚合20~24 h；于氮气气氛下280~400℃焙烧3~5 h，制得本发明介孔硅树脂材料。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述热聚合温度为150 ℃、时间20~24 h；所述在氮气气氛下焙烧温度为300℃。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述MPS树脂按如下方法制得：以水和四氢呋喃（THF）为溶剂；甲基三氯硅烷(CH₃)SiCl₃、二甲基二氯硅烷(CH₃)₂SiCl₂、苯基三氯硅烷PhSiCl₃和二苯基二氯硅烷Ph₂SiCl₂为单体混合物，混合进行水解、缩聚反应，再经洗涤、蒸馏制得本发明MPS树脂。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述单体混合物中各单体的质量百分比是：甲基三氯硅烷25~35 wt％、二甲基二氯硅烷15~25 wt％、苯基三氯硅烷30~40 wt％、二苯基二氯硅烷10~20 wt％；所述四氢呋喃和水的混合溶液中，四氢呋喃的用量为水用量的45~75wt%。

9.如权利要求5、6或7所述的制备方法，其特征在于：所述MPS树脂的制备是将100份水、65份四氢呋喃，搅拌均匀；加入8份 Ph₂SiCl₂、18份 PhSiCl₃、9份 (CH₃)₂SiCl₂、15份 (CH₃)SiCl₃，将单体混合均匀；升温至50℃，开始滴加所述单体的混合物，控制温度在50~70℃之间，用0.5~1小时滴加完毕；滴加完毕后继续搅拌20~50min；将反应产物倒入分液漏斗中，静置分出水层，用50~70℃蒸馏水水洗溶剂层3~5次，然后用浓度为20~40wt%的NaOH中和溶剂层至中性得到有机硅树脂的预聚物；减压蒸馏有机硅树脂预聚物，体系的真空度在9~11mmHg，在65~85℃条件下蒸馏出溶剂四氢呋喃和水，使树脂预聚物进一步缩合，得到本发明甲基苯基硅（MPS）树脂。

10.如权利要求1所述介孔硅树脂的制备方法，按如下步骤进行：

PDMS-PEO的四氢呋喃（THF）溶液配制：PDMS-PEO加入THF中，在30~50℃搅拌8~30 min，得到质量百分比浓度为5 wt%的澄清溶液；

MPS树脂的制备：将100份水、65份四氢呋喃，搅拌均匀；加入8份 Ph₂SiCl₂、18份 PhSiCl₃、9份 (CH₃)₂SiCl₂、15份 (CH₃)SiCl₃，将单体混合均匀；升温至50℃，开始滴加所述单体的混合物，控制温度在50~70℃之间，用0.5~1小时滴加完毕；滴加完毕后继续搅拌20~50min；将反应产物倒入分液漏斗中，静置分出水层，用50~70℃蒸馏水水洗溶剂层3~5次，然后用浓度为20~40wt%的NaOH中和溶剂层至中性得到有机硅树脂的预聚物；减压蒸馏有机硅树脂预聚物，体系的真空度在9~11mmHg，在65~85℃条件下蒸馏出溶剂四氢呋喃和水，使树脂预聚物进一步缩合，得到甲基苯基硅（MPS）树脂；

MPS 树脂的THF溶液配制：将制得的MPS 树脂加入THF中，得到质量百分比浓度为30 wt%的溶液；

将上述PDMS-PEO的四氢呋喃（THF）溶液加入到MPS 树脂的THF溶液中，其中PDMS-PEO与MPS的质量比为1：3；

将上述混合溶液搅拌0.4h，而后将混合物转移到培养皿中，室温下挥发6~7h，以去除THF，而后在烘箱中150℃范围内热聚合2 h，将得到的产物置于管式炉中，于氮气气氛下300℃焙烧3~5 h，从而得到本发明介孔硅树脂材料。