[发明专利]一种单分散的中空二氧化硅小球的制备方法

权利要求书

1.一种单分散中空二氧化硅纳米微球的制备方法，包括如下步骤：以等离子处理后的单分散苯丙聚合物颗粒为模板，然后采用连续滴加法加入正硅酸乙酯得到二氧化硅复合微球，最后在高温下煅烧，得单分散中空二氧化硅纳米微球，具体步骤为：

(1)功能性纳米乳胶粒的制备：以苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯为主要单体、二乙烯基苯为交联剂、含氟含硅单体为功能单体，采用半连续种子乳液聚合法，制备核壳结构的功能性苯丙乳液，将乳液在培养皿中干燥，得到功能性纳米乳胶粒；

(2)功能性纳米乳胶粒前处理：取适量步骤(1)中得到的功能性纳米乳胶粒溶于有机溶剂，冷冻干燥，得到分散性更好的功能性纳米乳胶粒；

(3)等离子处理：取适量步骤(2)中得到的功能性纳米乳胶粒放入培养皿中，用等离子机进行等离子处理，使功能性纳米乳胶粒表面接有活性基团；

(4)二氧化硅微球的制备：将步骤(3)中得到的功能性纳米乳胶粒加入到四口烧瓶中，加入适量无水乙醇与氨水，充分搅拌，然后量取正硅酸乙酯滴入四口烧瓶中，反应结束后，自然冷却，冷冻干燥，得到白色粉末微粒；

(5)去除聚合物乳胶粒子：将步骤(4)中得到的白色粉末微粒中的有机成分通过煅烧去除，得中空二氧化硅纳米微球。

2.如权利要求1所述的一种单分散中空二氧化硅纳米微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)的具体步骤为：

a.预乳化：取苯乙烯、二乙烯基苯、乳化剂和水放入反应釜中，搅拌，在75℃的条件下进行预乳化；

b.成核反应：预乳化完成后加入引发剂，调节pH至8-9，反应30min；

c.成壳反应：取苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯和功能单体，充分搅拌，使功能单体溶解完全，以4滴/5s的滴加速度加入至成核反应体系中，同时以4滴/5min的速度加入引发剂，使pH稳定在8-9，单体与引发剂加入完毕之后将温度升高至80℃，继续反应，出现蓝光后，保温3-4h，反应完成后自然冷却至室温，得到功能性纳米乳胶粒。

3.如权利要求2所述的一种单分散中空二氧化硅纳米微球的制备方法，其特征在于：所述功能单体为KH570和/或十二氟庚酯。

4.如权利要求1所述的一种单分散中空二氧化硅纳米微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，溶解功能性纳米乳胶粒的有机溶剂是丙酮或者乙酸乙酯，溶解后低温下超声分散，取上层清液，冷冻干燥机内干燥24h。

5.如权利要求1所述的一种单分散中空二氧化硅纳米微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，利用等离子机进行处理，使功能性纳米乳胶粒表面接有活性基团，等离子处理时间60-120s，重复三次。

6.如权利要求1所述的一种单分散中空二氧化硅纳米微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，加入的无水乙醇与功能性纳米乳胶粒的质量比为m(无水乙醇)：m(功能性纳米乳胶粒)＝90:1，氨水与功能性纳米乳胶粒的质量比为m(氨水)：m(功能性纳米乳胶粒)＝4:1；滴加正硅酸乙酯时采用饥饿连续滴加法，每小时滴加氨水质量的十分之一，反应6-12h，反应温度为70℃；后处理时采用无水乙醇与去离子水洗涤，冷冻干燥。

7.如权利要求1所述的一种单分散中空二氧化硅纳米微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，煅烧温度在550℃左右，升温速率40℃/min。