草莓型聚苯乙烯-二氧化硅納米復(fù)合微球的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種草莓型聚苯乙烯-二氧化硅納米復(fù)合微球的制備方法，包括以下步驟：在氮氣氛圍下，將甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、辛基酚聚氧乙烯醚以及去離子水混合，得到水相混合物；將偶氮二異丁腈通過超聲波溶解于苯乙烯和正十六烷中，得到油相混合物；將油相混合物通過恒壓滴液漏斗滴入至水相混合物中，得到混合液體；將混合液體在冰水混合浴條件下，進行超聲處理，得到細乳液；向所述細乳液中滴加納米二氧化硅溶膠，并加熱得到牛奶狀的分散液；將所述分散液收集并冷卻，再進行離心并分散處理，直到在透射電子顯微鏡下觀察下沒有游離SiO2粒子為止，最后得到草莓型聚苯乙烯-二氧化硅納米復(fù)合微球。該制備方法簡單，成本較低，SiO2的包覆率較高。
【專利說明】草菅型聚苯乙婦-二氧化枯納米復(fù)合微球的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種納米復(fù)合材料的制備方法，尤其涉及一種草霉型聚苯己帰-二氧 化娃納米復(fù)合微球的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 有機-無機納米復(fù)合微球（Organic-inorganic Nanocomposite Micros地ere)是 指兩種或兩種W上的超細粒子經(jīng)表面包覆或復(fù)合處理后形成的顆粒。它兼有有機材料和無 機材料兩者性能的優(yōu)勢，且因其納米級超細粒子所具有的特殊的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)及量 子尺寸效應(yīng)和復(fù)合協(xié)同效應(yīng)，因而具有更加特殊的功能，在制備高強度復(fù)合涂層、新型復(fù)合 磁性材料、高耐磨、功能涂層、新型發(fā)光材料和新型導(dǎo)電聚合物W及其它功能材料等領(lǐng)域中 具有十分廣闊的應(yīng)用前景，越來越多的國家和地區(qū)開始研究它的制備技術(shù)及應(yīng)用特性。
[0003] 有機-無機納米復(fù)合微球因其特殊性質(zhì)而越來越受到人們的關(guān)注，其制備方法也 是最近研究的熱點之一。迄今為止，文獻報道有機-無機復(fù)合微球的制備方法很多，其中包 括溶膠-凝膠法、自組裝聚合法、乳液聚合法、分散聚合法和息浮聚合法等。目前的方法在 制備有機-無機復(fù)合微球過程中，均在不同程度上存在W下問題： 1.有機物與無機物的相容性較差，由于無機顆粒與有機物之間的親和性差，所制備的 復(fù)合微球無機物的包覆率低。
[0004] 2.高質(zhì)量的復(fù)合微球的價格非常昂貴，與高分子-高分子復(fù)合微球相比，有機無 機復(fù)合微球制備成本較高，目前的制備方法的成本均較高。
[0005] 3.實驗過程中必須采用特殊的制備方法和工藝手段，成本較高，操作困難。
[0006] 4.至今還沒有一定的理論來指導(dǎo)形態(tài)的控制和配方的選擇，針對不同的無機物， 必須系統(tǒng)地研究制備條件和配方，具體實驗較為復(fù)雜，操作困難。
[0007] 因此有必要設(shè)計一種草霉型聚苯己帰-二氧化娃納米復(fù)合微球的制備方法，W克 服上述問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，提供了一種草霉型聚苯己帰-二氧化娃 納米復(fù)合微球的制備方法，其制備方法簡單，成本較低，無機物的包覆率較高。
[0009] 本發(fā)明是該樣實現(xiàn)的： 本發(fā)明提供一種草霉型聚苯己帰-二氧化娃納米復(fù)合微球的制備方法，包括W下步 驟：步驟一；在氮氣氛圍下，將甲基丙帰醜氧己基H甲基氯化饋、辛基酷聚氧己帰離W及去 離子水進行混合，并攬拌均勻，得到水相混合物；步驟二：將偶氮二異下膳通過超聲波溶解 于苯己帰和正十六焼中，得到油相混合物；步驟H ;在氮氣氛圍下，將所述油相混合物通過 恒壓滴液漏斗滴入至所述水相混合物中，得到一混合液體；步驟四；將所述混合液體在冰 水混合浴的條件下，用超聲波細胞粉碎機進行超聲處理，得到穩(wěn)定的細乳液；步驟五：在氮 氣氛圍下，向所述細乳液中滴加納米二氧化娃溶膠，并加熱處理，得到牛奶狀的分散液；步 驟六：將所述分散液收集并冷卻，再進行離也分離，除掉上層清液后，將下層沉淀物分散在 去離子水中，重復(fù)上述離也分散操作，直到在透射電子顯微鏡下觀察下沒有游離Si〇2粒子 為止，最后得到草霉型聚苯己帰-二氧化娃納米復(fù)合微球。
[0010] 進一步地，各組分所采用的質(zhì)量分別為；甲基丙帰醜氧己基H甲基氯化饋 0. 05-0. 2g，辛基酷聚氧己帰離0. 05-0. 2g，苯己帰5g，正十六焼0. 23g，偶氮二異下膳 0. 15g，納米二氧化娃溶膠5. 84-23. 34g。
[0011] 步驟一的操作在250mL的四口燒瓶中進行，其中，該四口燒瓶上安裝有電動攬拌 器、冷凝管、氮氣導(dǎo)入管W及溫度傳感器。
[0012] 進一步地，步驟一中的攬拌時間為0. 25-比。
[0013] 進一步地，步驟H中的油相混合物的滴加時間為30-60min，滴加完畢后需均勻攬 拌至少0.化。
[0014] 進一步地，步驟四中進行超聲處理的超聲功率為200-800監(jiān)，超聲時間為 6-lOmin。
[0015] 進一步地，步驟五中的加熱溫度為7(TC，加熱時間為至少她。
[0016] 進一步地，偶氮二異下膳在使用前需采用己醇進行重結(jié)晶處理，然后低溫儲存。
[0017] 本發(fā)明具有W下有益效果： 采用上述制備方法制備出來的草霉型聚苯己帰-二氧化娃納米復(fù)合微球的二氧化娃 的包覆率較高，并且，整個制備反應(yīng)過程中納米二氧化娃粒子無需表面處理，制備簡單，反 應(yīng)體系穩(wěn)定性好，提高了無機粒子的利用率而且降低體系無機物的含量，還減少了對環(huán)境 的污染。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W 根據(jù)該些附圖獲得其它的附圖。
[0019] 圖1為本發(fā)明實施例提供的草霉型聚苯己帰-二氧化娃納米復(fù)合微球的制備機理 圖； 圖2為本發(fā)明實施例提供的草霉型聚苯己帰-二氧化娃納米復(fù)合微球的透射電子顯微 鏡圖片。

【具體實施方式】
[0020] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其 它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0021] 如圖1和圖2，本發(fā)明實施例提供一種草霉型聚苯己帰-二氧化娃納米復(fù)合微球的 制備方法，包括W下步驟： 步驟一；在氮氣氛圍下，將甲基丙帰醜氧己基H甲基氯化饋(英文簡稱MTC)、辛基酷聚 氧己帰離(英文簡稱CA-897) W及去離子水進行混合，并攬拌均勻，攬拌時間為0. 25-比，得 到水相混合物。其中，所述步驟一的操作在250血的四口燒瓶中進行，該四口燒瓶上安裝有 電動攬拌器、冷凝管、氮氣導(dǎo)入管W及溫度傳感器。
[0022] 步驟二：將偶氮二異下膳(英文簡稱AIBN)通過超聲波溶解于苯己帰(英文簡稱 St)和正十六焼(英文簡稱皿)中，得到油相混合物。其中，偶氮二異下膳在使用前需采用己 醇進行重結(jié)晶處理，然后低溫儲存。
[0023] 步驟H ;在氮氣氛圍下，將所述油相混合物通過恒壓滴液漏斗滴入至所述水相混 合物中，得到一混合液體。其中，油相混合物的滴加時間為30-60min，滴加完畢后需采用電 動攬拌器均勻攬拌至少0.化。
[0024] 步驟四；將所述混合液體在冰水混合浴的條件下，用超聲波細胞粉碎機進行超 聲處理，得到穩(wěn)定的細乳液。其中，進行超聲處理的超聲功率為200-800監(jiān)，超聲時間為 6-lOmin。超聲波的型號為寧波新芝JY97-2。
[0025] 步驟五：將上述所得穩(wěn)定的細乳液轉(zhuǎn)入到四口燒瓶中，在氮氣氛圍下，向所述細乳 液中滴加納米二氧化娃溶膠（CC30,可W從市面上直接購買)，并加熱處理，得到牛奶狀的分 散液。其中，加熱溫度為7〇°C，加熱時間為至少她。
[0026] 步驟六：將所述分散液收集并冷卻，再進行離也分離，除掉上層清液后，將下層沉 淀物分散在去離子水中，重復(fù)上述離也分散操作，直到在透射電子顯微鏡下觀察下沒有游 離Si化粒子為止，最后得到草霉型聚苯己帰-二氧化娃納米復(fù)合微球。
[0027] 上述制備過程中各組分所采用的質(zhì)量分別為；甲基丙帰醜氧己基H甲基氯化 饋0. 05-0. 2g，辛基酷聚氧己帰離0. 05-0. 2g，苯己帰5g，正十六焼0. 23g，偶氮二異下膳 0. 15g，納米二氧化娃溶膠5. 84-23. 34g。其中，步驟一中的去離子水的量為38mL。
[0028] 本發(fā)明研究了乳化劑辛基酷聚氧己帰離（CA-897 )用量、體系中甲基丙帰醜氧己基 H甲基氯化饋（MTC)濃度、納米二氧化娃溶膠（CC30)用量等因素對聚合穩(wěn)定性、復(fù)合微球 的粒徑及二氧化娃含量的影響。本發(fā)明中各個組分采用不同的質(zhì)量所完成的實驗數(shù)據(jù)如 下：

【權(quán)利要求】
1. 一種草莓型聚苯乙烯-二氧化硅納米復(fù)合微球的制備方法，其特征在于，包括以下 步驟： 步驟一：在氮氣氛圍下，將甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、辛基酚聚氧乙烯醚以及去 離子水進行混合，并攪拌均勻，得到水相混合物； 步驟二：將偶氮二異丁腈通過超聲波溶解于苯乙烯和正十六烷中，得到油相混合物； 步驟三：在氮氣氛圍下，將所述油相混合物通過恒壓滴液漏斗滴入至所述水相混合物 中，得到一混合液體； 步驟四：將所述混合液體在冰水混合浴的條件下，用超聲波細胞粉碎機進行超聲處理， 得到穩(wěn)定的細乳液； 步驟五：在氮氣氛圍下，向所述細乳液中滴加納米二氧化硅溶膠，并加熱處理，得到牛 奶狀的分散液； 步驟六：將所述分散液收集并冷卻，再進行離心分離，除掉上層清液后，將下層沉淀 物分散在去離子水中，重復(fù)上述離心分散操作，直到在透射電子顯微鏡下觀察下沒有游離 Si02粒子為止，最后得到草莓型聚苯乙烯-二氧化硅納米復(fù)合微球。
2. 如權(quán)利要求1所述的草莓型聚苯乙烯-二氧化硅納米復(fù)合微球的制備方法，其特征 在于：各組分所采用的質(zhì)量分別為；甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨〇. 05-0. 2g，辛基酚聚 氧乙烯醚0. 05-0. 2g,苯乙烯5g,正十六燒0. 23g,偶氮二異丁腈0. 15g,納米二氧化娃溶膠 5. 84-23. 34g。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的草莓型聚苯乙烯-二氧化硅納米復(fù)合微球的制備方法，其 特征在于：步驟一的操作在250mL的四口燒瓶中進行，其中，該四口燒瓶上安裝有電動攪拌 器、冷凝管、氮氣導(dǎo)入管以及溫度傳感器。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的草莓型聚苯乙烯-二氧化硅納米復(fù)合微球的制備方法，其 特征在于：步驟一中的攪拌時間為0. 25-lh。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的草莓型聚苯乙烯-二氧化硅納米復(fù)合微球的制備方法， 其特征在于：步驟三中的油相混合物的滴加時間為30-60min，滴加完畢后需均勻攪拌至少 0. 5h〇
6. 如權(quán)利要求1或2所述的草莓型聚苯乙烯-二氧化硅納米復(fù)合微球的制備方法，其 特征在于：步驟四中進行超聲處理的超聲功率為200-800HZ，超聲時間為6-10min。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的草莓型聚苯乙烯-二氧化硅納米復(fù)合微球的制備方法，其 特征在于：步驟五中的加熱溫度為70°C，加熱時間為至少8h。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的草莓型聚苯乙烯-二氧化硅納米復(fù)合微球的制備方法，其 特征在于：偶氮二異丁腈在使用前需采用乙醇進行重結(jié)晶處理，然后低溫儲存。
【文檔編號】C08F2/44GK104448089SQ201410698961
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】張玉紅, 陳朝霞, 詹園, 何培新 申請人:湖北大學(xué)