一种聚甲基倍半硅氧烷光散射微球的制备方法技术

本本发明专利技术公开了一种聚甲基倍半硅氧烷光散射微球的制备方法。本发明专利技术将甲基三烷氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基硅烷和十二烷基苯磺酸三者混合均匀，滴加到水中，在20～40℃下反应；加入碱性溶液调节pH为8.5～9.5，升温至60～80℃，加入甲基丙烯酸甲酯，溶胀，再滴加引发剂水溶液，反应，降至室温，搅拌滴加乙醇，直至沉淀析出，将所得混合液过滤，用水洗涤滤渣，将滤渣在70～90℃干燥，得到聚甲基倍半硅氧烷光散射微球；该微球加入到透明树脂PC中具有光散射作用，且与PC基体相容性良好，在发挥光散射作用的同时基本不影响PC其它优良的冲击韧性。本制备方法采用水作溶剂，制备方法环保，成本低，具备极强的发展潜力。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本本专利技术公开了。本专利技术将甲基三烷氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基硅烷和十二烷基苯磺酸三者混合均匀，滴加到水中，在20～40℃下反应；加入碱性溶液调节pH为8.5～9.5，升温至60～80℃，加入甲基丙烯酸甲酯，溶胀，再滴加引发剂水溶液，反应，降至室温，搅拌滴加乙醇，直至沉淀析出，将所得混合液过滤，用水洗涤滤渣，将滤渣在70～90℃干燥，得到聚甲基倍半硅氧烷光散射微球；该微球加入到透明树脂PC中具有光散射作用，且与PC基体相容性良好，在发挥光散射作用的同时基本不影响PC其它优良的冲击韧性。本制备方法采用水作溶剂，制备方法环保，成本低，具备极强的发展潜力。【专利说明】
本专利技术涉及，具体涉及一种非溶剂型、环保的聚甲基倍半硅氧烷光散射微球制备方法。
技术介绍
有机硅微球耐高低温性、热稳定好，其微米级主要是粒径在1.0~10 μ m的球形粒子具有光散射作用，在聚碳酸酯(PC)等透明塑料中添加量为0.5%~1.0%即可起到使光透过，又可以达到使光均匀柔和的效果，有效地解决这些材料用作LED灯罩产生的光眩晕问题。聚甲基倍半硅氧烷微球化学结构简单，是应用最为广泛的一类有机硅微球，然后目前其制备方法还存在很多缺陷和问题。T.Matsumoto等将甲基三甲氧基硅烷在span85、辛烷和水组成的油包水型乳液中反应，得到直径在I~80 μ m的聚甲基倍半硅氧烷微球(J MaterChem, 2003，13(7):1764~1770);沈阳化工大学专利技术专利201210161475.X公开了一种超疏水、耐高温有机硅微球的合成方法，该方法采用首先使正硅酸酯在低级烷烃、环烷烃等溶剂中预先水解、缩聚成球形预聚体，再向体系中加入烷基氯硅烷或烷氧基硅烷共缩聚，得到微球粒径范围为0.5~10 μ m有机娃微球。但目前包括上述方法的已有文献报道的有机娃微球的制备方法中均用到低级烷烃等有机溶剂，方法不环保，且所制备的微球用于PC改性时与基体相容性差，导致PC冲击性能降低明显。非溶剂型、环保的聚甲基倍半硅氧烷光散射微球的制备方法是本领域迫切需要发展的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对已有技术存在的缺点，提供一种以水为溶剂、环保的聚甲基倍半硅氧烷光散射微球的制备方法。本专利技术使甲基三烷氧基硅烷与甲基丙烯酰氧基丙基硅烷在既有酸催化又有乳化功能的十二烷基苯磺酸作用下充水水解，然后在碱催化下缩聚成交联网状结构聚甲基倍半硅氧烷微球，再利用微球表面的丙烯酸酯与甲基丙烯酸甲酯聚合，在微球表面原位接枝包覆聚甲基丙烯酸甲酯，所得微球平均粒径为0.8~5μπι，加入到透明树脂PC中具有光散射作用，且与PC基体相容性良好，均匀地分散在树脂基体中，在挤出加工过程中能保持微球形状，有很好的流动性，在发挥光散射作用的同时基本不影响PC优良的的冲击韧性，很好地解决了有机聚硅氧烷微球实际应用中存在的问题。本制备方法采用水作溶剂，制备方法环保，成本低，具备极强的发展潜力。为达到上述专利技术目的，本专利技术采取了如下技术方案:，包括如下步骤:(I)将甲基三烷氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基硅烷和十二烷基苯磺酸三者混合均匀，滴加到水中，滴加完后，在20~40°C下反应7~10小时；甲基三烷氧基硅烷和甲基丙稀酸氧基丙基硅烷的总质量为水质量的20%~40%,其中甲基丙稀酸氧基丙基硅烷占娃烷单体的质量百分数为5%~10% ;十二烷基苯磺酸加入量为水质量的0.02%~0.1% ；(2)向步骤(1)所得产物中加入碱性溶液调节pH为8.5~9.5，升温至60~80°C，加入甲基丙烯酸甲酯，溶胀15~30min，再滴加质量百分浓度为0.1%~0.5%的引发剂水溶液，反应4~6小时，降至室温，一边搅拌，一边滴加乙醇，直至沉淀析出，将所得混合液过滤，用水洗漆滤洛，将滤洛在70~90°C干燥,得到粒径为0.8~5 μ m的聚甲基倍半硅氧烷光散射微球；所述甲基丙烯酸甲酯的质量为甲基三烷氧基硅烷与甲基丙烯酰氧基丙基硅烷两种硅烷单体总质量的5%~10% ;所述引发剂为过硫酸钾和过硫酸铵，引发剂用量为甲基丙烯酸甲酯质量的0.1%~0.5%。优选地，所述的甲基三烷氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷。所述甲基丙烯酰氧基丙基硅烷单体为Y —甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷或甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。所述的碱性溶液为氨水、氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液。所述氨水的质量百分浓度为2%~10%，所述氢氧化钠或氢氧化钾水溶液的质量百分浓度为1%~5%。与已有技术相比，本专利技术具有如下有益效果:(I)本制备聚甲基倍半硅氧烷光散射微球的方法以水作溶剂，不采用烷烃等有机溶剂，制备方 法环保。(2)本专利技术方法所制备的聚甲基倍半硅氧烷光散射微球表面包覆了聚甲基丙烯酸甲酯，与PC相互作用良好，不降低PC的冲击韧性。【专利附图】【附图说明】图1为实施例1产物的FTIR谱图；图2为实施例1产物的SEM照片。【具体实施方式】以下结合附图和实施例来对本专利技术作进一步说明，但本专利技术所要求保护的范围并不局限于实施例所表述的范围。实施例1将91.2g甲基二乙氧基硅烷、4.8g Y _甲基丙稀酸氧基丙基二甲氧基硅烷和0.06g十二烷基苯磺酸混合均匀，滴加到盛有300ml去离子水的500ml三口烧瓶中，滴加完毕后，在40°C下继续反应7小时；加入2%氨水将pH值调节至8.5，加热至70V，恒温，搅拌下加入9.6g甲基丙烯酸甲酯，溶胀30min后，缓慢滴加0.1%过硫酸铵水溶液9.6g，搅拌反应4小时，降至室温，一边搅拌，一边滴加乙醇，直至大量沉淀析出，过滤，用水洗涤滤渣，然后在85°C下干燥，得到白色粉末，为聚甲基倍半硅氧烷光散射微球，产率为70%。产物的红外光谱(FTIR)如附图1，从谱图上可以清楚地看到2974CHT1处甲基C - H伸缩振动峰，1720CHT1处C=O伸缩振动峰，1274cm"1处S1-甲基中C -H面内弯曲振动峰，1132cm"1和1036cm_1处S1-O-Si伸缩振动峰，谱图上3640CHT1附近没有出现硅醇的特征吸收峰，表明产物结构上不存在硅醇，其应用过程中不存在因小分子的脱除引起PC降解的问题；此外，聚甲基倍半硅氧烷的各峰如S1-O-Si伸缩振动峰和S1-甲基中C - H面内弯曲振动峰很大，而聚甲基丙烯酸甲酯的C=O伸缩振动峰较低，表明该微球主要组份是聚甲基倍半硅氧烷，结合投料质量，其质量百分比为80%，聚甲基丙烯酸甲酯组份含量较低，质量百分比为20%。产物的SEM照片如附图2，从图上可以看到产物为很均匀的球形，粒径在0.8~2.0 μ m之间。实施例2将91g甲基二乙氧基硅烷、9g Y _甲基丙稀酸氧基丙基二甲氧基硅烷和0.3g十_.烷基苯磺酸混合均匀，滴加到盛有300ml去离子水的500ml三口烧瓶中，滴加完毕后，在30°C下继续反应8小时；加入5%氨水将pH值调节至9.0，加热至80°C，恒温，搅拌下加入5g甲基丙烯酸甲酯，溶胀30min后，缓慢滴加0.5%过硫酸钾水溶液5g，搅拌反应4小时，降至室温，一边搅拌，一边滴加乙醇，直至沉淀析出，过滤，用水洗涤滤渣，然后在90°C下干燥，得到白色粉末，为聚甲基倍半硅氧烷光散射微球，产率为71%。产物的红外光谱与附图1基本相同，仅172本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚甲基倍半硅氧烷光散射微球的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将甲基三烷氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基硅烷和十二烷基苯磺酸三者混合均匀，滴加到水中，滴加完后，在20～40℃下反应7～10小时；甲基三烷氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基硅烷的总质量为水质量的20%～40%，其中甲基丙烯酰氧基丙基硅烷占硅烷单体的质量百分数为5%～10%；十二烷基苯磺酸加入量为水质量的0.02%～0.1%；（2）向步骤（1）所得产物中加入碱性溶液调节pH为8.5～9.5，升温至60～80℃，加入甲基丙烯酸甲酯，溶胀15～30min，再滴加质量百分浓度为0.1%～0.5%的引发剂水溶液，反应4～6小时，降至室温，一边搅拌，一边滴加乙醇，直至沉淀析出，将所得混合液过滤，用水洗涤滤渣，将滤渣在70～90℃干燥，得到粒径为0.8～5μm的聚甲基倍半硅氧烷光散射微球；所述甲基丙烯酸甲酯的质量为甲基三烷氧基硅烷与甲基丙烯酰氧基丙基硅烷两种硅烷单体总质量的5%～10%；所述引发剂为过硫酸钾和过硫酸铵，引发剂用量为甲基丙烯酸甲酯质量的0.1%～0.5%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘述梅，黄家和，毛珂，陈韩江，罗韦逊，赵建青，章明秋，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44