[发明专利]一种超疏水、疏油有机硅海绵的制备方法

说明书

本发明涉及本发明涉及一种超疏水、疏油有机硅海绵的制备方法，该方法先制备有机硅海绵SS；然后准备有机硅海绵SS‑C；最后将乙醇、含氟硅烷偶联剂、水混合均匀后，得混合液c，将有机硅海绵SS‑C加入混合液c中，室温反应，得到超疏水、疏油有机硅海绵SS‑F。制得的有机硅海绵水接触角大于150°且滚动角小于10°，油类(正癸烷、汽油、甲苯、柴油、二碘甲烷、葵花籽油等)接触角均大于118°；并且该海绵具有较好的热稳定性。

技术领域

本发明涉及一种超疏水、疏油有机硅海绵的制备方法，属于有机硅海绵合成技术领域。

背景技术

有机硅海绵是一类新型的骨架基于硅氧硅的有机硅材料，是3D多孔材料的一种，具有很多独特的性能，例如高孔隙率、高柔软性、低密度、无毒、难燃、耐老化、化学稳定性与生理惰性等。将其作为热绝缘与密封填充材料使用，在航空航天、电子电气、医疗卫生、建筑工业等行业具有广泛的应用价值。有机硅海绵具有疏水、亲油的表面性质，在油水分离方面具有天然的优势，但这种性质不仅直接影响了它们的性质，同时也限制了其更广阔的应用领域。目前，既疏水又疏油(双疏)的有机硅海绵少见报道。

在一些应用环境中，当非双疏海绵与液体介质接触，液体的吸收会减弱其隔音、隔热性能。近年来，双疏材料由于其在防污、自清洁等方面的应用潜力，引起了人们的关注，但是，双疏材料的构建存在一定的难度，表面的化学成分和结构是获得低表面能的关键因素，尽管已有不少制备方法，但大多制造步骤多，耗时且需要相对高温工艺，限制了目标基板的选择，制备方法也亟待改进。

发明内容

针对现有技术的不足，尤其是有机硅海绵表面性质单一和双疏材料制备方法繁琐的问题，本发明提供一种超疏水、疏油有机硅海绵的制备方法。

本发明的制备方法简便快捷、易操作。制得的有机硅海绵水接触角大于150°且滚动角小于10°，油类(正癸烷、汽油、甲苯、柴油、二碘甲烷、葵花籽油等)接触角均大于118°；并且该海绵具有较好的热稳定性。

为解决以上问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种超疏水、疏油有机硅海绵的制备方法，包括步骤如下：

(1)将聚甲基乙烯基硅氧烷、3-巯丙基笼形聚倍半硅氧烷、安息香双甲醚加入到溶剂中混合均匀，得混合液a，将混合液a在低温下进行紫外照射反应，反应物用甲苯和甲醇清洗，室温干燥，得到有机硅海绵SS；

(2)将乙烯基三甲氧基硅烷、安息香双甲醚与四氢呋喃混合均匀后，得到混合液b，向混合液b中加入有机硅海绵SS，进行紫外照射反应，反应物用二氯甲烷清洗，室温干燥，得到有机硅海绵SS-C；

(3)将乙醇、含氟硅烷偶联剂、水混合均匀后，得混合液c，将有机硅海绵SS-C加入混合液c中，室温反应，用乙醇清洗后，室温干燥，得到超疏水、疏油有机硅海绵SS-F。

根据本发明优选的，步骤(1)中，聚甲基乙烯基硅氧烷：3-巯丙基笼形聚倍半硅氧烷：安息香双甲醚：溶剂的重量比为：(10-50)：(1-100)：(1-20)：(100-2000)。

进一步优选的，步骤(1)中，聚甲基乙烯基硅氧烷：3-巯丙基笼形聚倍半硅氧烷：安息香双甲醚：溶剂的重量比为：(10-50)：(3-20)：(1-10)：(100-800)。

根据本发明优选的，步骤(1)中，所述的聚甲基乙烯基硅氧烷中乙烯基链节的摩尔百分含量为10％-60％，数均分子量为1×10⁵～4×10⁵g/mol。

根据本发明优选的，步骤(1)中，所述的聚甲基乙烯基硅氧烷中乙烯基与3-巯丙基笼形聚倍半硅氧烷中巯基的摩尔比为(1-5)：1。

根据本发明优选的，步骤(1)中，所述的溶剂选自环己烷、石油醚、苯、甲苯、乙醇中的一种或两种以上混合。