[发明专利]一种新型的即用型气凝胶微球及其制备方法

说明书

本发明涉及一种以气凝胶微球为核，表面包覆或掺杂功能材料或功能基团的即用型气凝胶微球。该气凝胶微球包含至少一种功能材料或功能基团和至少一种气凝胶。同时公开了制造该即用型气凝胶微球的方法，以及该气凝胶微球的用途。本发明公开的制造该即用型气凝胶微球的方法，是先将起始气凝胶颗粒或制备气凝胶的前体物质用超高压射流器均质化或磁研磨或二者结合均质化，再掺和或包覆盖光敏材料/光固化材料、功能材料或功能单体物质或它们的组合物，最后用三谱线光固化作用获得即用型气凝胶微球材料。

技术领域

本发明涉及本发明属于生物医学、分析化学、纳米材料科学、合成化学技术、新材料、新生物技术、高分子聚合反应技术、固相有机合成、高分子材料表面改性、聚合物功能微球、即用型气凝胶微球、气凝胶颗粒、多功能材料、高分子微球材料领域的气凝胶即用型微球，及其制备方法以及该气凝胶即用型微球的用途。更具体而言，本发明涉及包覆/掺和功能材料的气凝胶即用型微球。

背景技术

气凝胶颗粒可具有极低密度、高空隙率和小孔径。它们的重量可以极其低且它们通常通过以气体替代凝胶中的颗粒而形成。纳米级气凝胶具有高比面积、低热导性和低比重特性，可用于颗粒物质在溶液中的分散，增强其悬浮稳定性，同时可增强颗粒表面的吸附性。

气凝胶颗粒已经用于需要低密度填充材料的场合，如用于深海流速计量，反潜战争，夹心复合隔热材料，航天工业和汽车工业的海底/水上设备，石油管路、锅炉、家用电器等领域。

中国专利CN101346420描述了一种基于气凝胶的复合材料，该复合材料包含至少一种聚合物和至少一种气凝胶。该气凝胶用包覆物/掺和物物质包覆以至少基本上防止聚合物侵入气凝胶孔中。还公开了制造该复合材料的方法，以及该复合材料的用途。

中国专利CN102746440A描述了一种本发明涉及一种应用于增强比浊试剂的聚苯乙烯微球的制备工艺。该发明的制备工艺生产的聚苯乙烯微球，成本为国外公司微球价格的1%，抗凝集效果是国外公司微球的十几倍，和抗体的交联效率提高了50%，并且能够满足多个项目的要求，一球多用。但用此法制备的微球长时间存放后或活性蛋白交联后容易聚集沉淀，制备的胶乳一旦冻结，再次熔融会造成胶乳破乳和活性物质变性。

中国专利CN101679657公开了一种平均粒径小于1微米的气凝胶颗粒、含有所述气凝胶颗粒的制品、制造所述气凝胶颗粒的方法、以及所述气凝胶颗粒的用途。同时还公开了制造所述颗粒的方法，其中将起始气凝胶颗粒进行均化或湿磨。所述起始气凝胶颗粒可以在研磨加工期间进行表面处理以防止凝聚或聚集。所述气凝胶颗粒可用于各种制品和应用。但这种气凝胶颗粒不适用于体外诊断试剂、医药、食品及化妆品领域，通常作为隔热材料使用。

中国专利CN102516437B公开了一种聚苯乙烯系功能微球的制备方法，该方法先将计量的苯乙烯、对位取代苯乙烯衍生物、交联剂和引发剂混合，得到悬浮聚合油相，然后悬浮聚合得到聚苯乙烯系多元共聚微球，最后将多元共聚微球实施完全的烷基化或酰基化功能反应，得到内部功能基团分布均匀的聚苯乙烯系功能微球。本发明在实施功能基化反应时能够实现聚苯乙烯组分的完全取代，因此微球内部功能基团的分布十分均匀，基团含量也能够实现精确控制，非常有利于作为固相有机合成和组合化学的固相载体，用于多肽、多糖、核酸、天然产物、有机分子等物质的固相有机合成。

中国申请专利CN102731701A公布了一种利用光化学法制备单分散聚合物功能微球的方法。在可逆加成—断裂链转移(RAFT)试剂的调控下，利用光化学法合成粒径均一的纳米级、微米级多种尺寸的聚合物功能微球。首先将单官能团碳碳双键单体、多官能团碳碳双键交联剂、含功能基团单体、分散剂、稳定剂、RAFT试剂、光引发剂致孔剂等加入混合溶剂中，超声乳化制成均一稳定的分散液，分散液移入反应瓶内，搅拌抽真空后充氮至恒压，在室温下用紫外灯照射8小时左右停止反应，反应液离心沉降、洗涤、干燥后得粒径均一单分散聚合物功能微球。该制备工艺生产效率高，节能环保。根据需要可制备粒径从5纳米到1000微米上千种规格的单分散微球。广泛应用于涂料、粘合剂、生物医药及电子信息相关领域。