一种二氧化硅均一微球的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种二氧化硅均一微球的制备方法，包括以下步骤：(1)合成以下二氧化硅分散液；(2)将聚合物种子加入含有乙醇/水的分散体系中，形成均匀分散的种子悬浮液，其中聚合物种子的固体含量为5～9g/L；(3)将所述二氧化硅分散液a或所述二氧化硅分散液b或所述二氧化硅分散液c或所述二氧化硅分散液d加入所述种子悬浮液中，搅拌均匀，并逐渐添加乳化剂、引发剂，其中乳化剂和引发剂间满足以下比例关系：W＝W

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化硅均一微球的制备方法
本专利技术涉及微球，具体涉及一种二氧化硅均一微球的制备方法。
技术介绍
在材料化学中，二氧化硅微球常表现出独特的性质，如电学性质、光学性质、催化性质、力学性质等，其应用非常广泛，其中，二氧化硅-胶体粒子形成的复合微球不仅具有上述优异的性质，还可以进一步制备多孔二氧化硅微球，多孔二氧化硅微球具有较大的比表面积，在很多领域具有广泛的应用，可用作液相色谱固定相，高效催化剂载体，高分子材料的增强剂，吸附剂，消光剂，过滤及分离材料等。目前多孔的二氧化硅均一微球的制备方法有喷雾干燥法，溶胶-凝胶法和层层自主装法，但是现有方法仍在某些方面存在固有缺陷。例如：通过喷雾技术制备多孔二氧化硅微球对喷雾技术要求高，需要特殊的喷雾设备；溶胶-凝胶法水解过程不易控制，易导致微球粒径分布较宽，且孔径不易控制，层层自组装法要经过多次的吸附和离心等过程，效率较低。中国专利(CN101804986A)公开了一种以聚苯乙烯微球为模板制备壁厚可控的中空二氧化硅微球的方法，以超临界二氧化碳作为辅助手段，以交联的聚苯乙烯微球为模板，利用超临界二氧化碳对聚合物微球的良好的溶胀性质和其携带无机前驱体的性质来一步实现壳层厚度的控制，该反应使用超临界反应容器，限制其广泛使用。中国专利(CN104909378A)公开了一种单分散多孔二氧化硅微球的制备方法，是以正硅酸乙酯在碱性条件下水解生成纳米级的实心二氧化硅微球，然后对其进行水热处理，从而实现由实心到多孔的转变，但是水热处理过程需高温高压的反应环境。r>
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种二氧化硅均一微球的制备方法，其通过制备种子悬浮液，并提供二氧化硅悬浮液，使其在种子悬浮液上生长，从而得到单分散性、均匀性好及粒径可控的二氧化硅微球。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种二氧化硅均一微球的制备方法，包括以下步骤：(1)合成以下二氧化硅分散液：二氧化硅分散液a：使用硅烷偶联剂在二氧化硅/乙醇分散体系中偶联改性得到二氧化硅分散液a，其中，所述二氧化硅的质量百分比为20～40％；二氧化硅分散液b：在苯乙烯磺酸钠/苯乙烯的聚合体系中加入纳米二氧化硅溶胶形成二氧化硅分散液b；其中，纳米二氧化硅溶胶的质量百分比为10～30％，所述苯乙烯硫磺酸钠和所述苯乙烯的摩尔份数比为(0.1～0.3)：(1～10)；二氧化硅分散液c：所述二氧化硅分散液c为硅溶胶分散液；二氧化硅分散液d：使用硅酸脂与有机溶剂混合、搅拌形成二氧化硅分散液d，其中，所述硅酸液和所述有机溶剂的体积比为(1～2)：(1～10)；(2)将聚合物种子加入含有乙醇/水的分散体系中，形成均匀分散的种子悬浮液，其中聚合物种子的固体含量为5～9g/L；(3)将所述二氧化硅分散液a或所述二氧化硅分散液b或所述二氧化硅分散液c或所述二氧化硅分散液d加入所述种子悬浮液中，搅拌均匀，并逐渐添加乳化剂、引发剂，其中乳化剂和引发剂间满足以下比例关系：W＝W0(V/3.5～4.5)，其中，W为乳化剂的质量，W0为引发剂的质量，V为聚合物种子的体积，保持温度在60～80℃下恒温反应60-240分钟，形成二氧化硅微球。作为优选的，所述聚合物种子为聚苯乙烯或苯乙烯-二乙烯基苯共聚物。作为优选的，所述二氧化硅分散液a的具体合成步骤为：将硅烷偶联剂加入到二氧化硅/乙醇的分散体系中，持续搅拌，其中，搅拌的温度为30～55℃，时间为10～15h，得到二氧化硅分散液a，其中，二氧化硅的质量百分比为10～30％，所述硅烷偶联剂和所述二氧化硅的摩尔份数比为(0.1～0.3)：(1～2)。作为优选的，所述二氧化硅分散液b的具体合成步骤为在苯乙烯磺酸钠/苯乙烯的聚合体系中加入纳米二氧化硅溶胶形成二氧化硅分散液b，其中，纳米二氧化硅溶胶在所述聚合体系中的质量百分比为15～25％，所述苯乙烯硫磺酸钠和所述苯乙烯的摩尔份数比为(0.2～0.3)：(2～8)。作为优选的，所述二氧化硅分散液c的具体合成步骤为选取硅溶胶，搅拌，加入胶体保护剂，搅拌过程中，滴加甲醇，其中滴加的速度为0.1～3ml/min形成所述二氧化硅分散液c。作为优选的，所述二氧化硅分散液d的具体合成步骤为使用硅酸脂与有机溶剂混合、搅拌形成二氧化硅分散液d，其中，所述硅酸液和所述有机溶剂的体积比为(1～2)：(3～8)。作为优选的，所述引发剂为水溶性引发剂，具体为过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二氰基戊酸或亚硫酸氢钠的一种。作为优选的，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或十二烷基联苯醚二磺酸钠的一种。作为优选的，包括以下步骤：(1)合成以下二氧化硅分散液：二氧化硅分散液a：使用硅烷偶联剂在二氧化硅/乙醇分散体系中偶联改性得到二氧化硅分散液a，其中，所述二氧化硅的质量百分比为30％；二氧化硅分散液b：在苯乙烯磺酸钠/苯乙烯的聚合体系中加入纳米二氧化硅溶胶形成二氧化硅分散液b；其中，纳米二氧化硅溶胶的质量百分比为20％，所述苯乙烯硫磺酸钠和所述苯乙烯的摩尔份数比为0.2：5.5；二氧化硅分散液c：所述二氧化硅分散液c为硅溶胶分散液；二氧化硅分散液d：使用硅酸脂与有机溶剂混合、搅拌形成二氧化硅分散液d，其中，所述硅酸液和所述有机溶剂的体积比为0.3：1.1；(2)将聚合物种子加入含有乙醇/水的分散体系中，形成均匀分散的种子悬浮液，其中聚合物种子的固体含量为7g/L；(3)将所述二氧化硅分散液a或所述二氧化硅分散液b或所述二氧化硅分散液c或所述二氧化硅分散液d加入所述种子悬浮液中，搅拌均匀，并逐渐添加乳化剂、引发剂，其中乳化剂和引发剂间满足以下比例关系：W＝W0(V/3.5～4.5)，其中，W为乳化剂的质量，W0为引发剂的质量，V为聚合物种子的体积，保持温度在70℃下恒温反应150分钟，形成二氧化硅微球。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术方法可制备粒径以及孔径可控的二氧化硅微球，且制备的二氧化硅微球粒径高度统一，化学稳定性高，分散性好。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例下述实施例中所用的材料、试剂等均可通过商业途径得到。实施例一本专利技术公开了一种二氧化硅均一微球的制备方法，包括以下步骤：(1)合成以下二氧化硅分散液：二氧化硅分散液a：使用硅烷偶联剂在二氧化硅/乙醇分散体系中偶联改性得到二氧化硅分散液a，其中，上述二氧化硅的质量百分比为20～40％；二氧化硅分散液b：在苯乙烯磺酸钠/苯乙烯的聚合体系中加入纳米二氧化硅溶胶形成二氧化硅分散液b；其中，纳米二氧化硅溶胶的质量百分比为10～30％，上述苯乙烯硫磺酸钠本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化硅均一微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)合成以下二氧化硅分散液：/n二氧化硅分散液a：使用硅烷偶联剂在二氧化硅/乙醇分散体系中偶联改性得到二氧化硅分散液a，其中，所述二氧化硅的质量百分比为20～40％；/n二氧化硅分散液b：在苯乙烯磺酸钠/苯乙烯的聚合体系中加入纳米二氧化硅溶胶形成二氧化硅分散液b；其中，纳米二氧化硅溶胶的质量百分比为10～30％，所述苯乙烯硫磺酸钠和所述苯乙烯的摩尔份数比为(0.1～0.3)：(1～10)；/n二氧化硅分散液c：所述二氧化硅分散液c为硅溶胶分散液；/n二氧化硅分散液d：使用硅酸脂与有机溶剂混合、搅拌形成二氧化硅分散液d，其中，所述硅酸液和所述有机溶剂的体积比为(1～2)：(1～10)；/n(2)将聚合物种子加入含有乙醇/水的分散体系中，形成均匀分散的种子悬浮液，其中聚合物种子的固体含量为5～9g/L；/n(3)将所述二氧化硅分散液a或所述二氧化硅分散液b或所述二氧化硅分散液c或所述二氧化硅分散液d加入所述种子悬浮液中，搅拌均匀，并逐渐添加乳化剂、引发剂，其中乳化剂和引发剂间满足以下比例关系：W＝W

【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅均一微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)合成以下二氧化硅分散液：
二氧化硅分散液a：使用硅烷偶联剂在二氧化硅/乙醇分散体系中偶联改性得到二氧化硅分散液a，其中，所述二氧化硅的质量百分比为20～40％；
二氧化硅分散液b：在苯乙烯磺酸钠/苯乙烯的聚合体系中加入纳米二氧化硅溶胶形成二氧化硅分散液b；其中，纳米二氧化硅溶胶的质量百分比为10～30％，所述苯乙烯硫磺酸钠和所述苯乙烯的摩尔份数比为(0.1～0.3)：(1～10)；
二氧化硅分散液c：所述二氧化硅分散液c为硅溶胶分散液；
二氧化硅分散液d：使用硅酸脂与有机溶剂混合、搅拌形成二氧化硅分散液d，其中，所述硅酸液和所述有机溶剂的体积比为(1～2)：(1～10)；
(2)将聚合物种子加入含有乙醇/水的分散体系中，形成均匀分散的种子悬浮液，其中聚合物种子的固体含量为5～9g/L；
(3)将所述二氧化硅分散液a或所述二氧化硅分散液b或所述二氧化硅分散液c或所述二氧化硅分散液d加入所述种子悬浮液中，搅拌均匀，并逐渐添加乳化剂、引发剂，其中乳化剂和引发剂间满足以下比例关系：W＝W0(V/3.5～4.5)，其中，W为乳化剂的质量，W0为引发剂的质量，V为聚合物种子的体积，保持温度在60～80℃下恒温反应60-240分钟，形成二氧化硅微球。


2.如权利要求1所述的二氧化硅均一微球的制备方法，其特征在于，所述聚合物种子为聚苯乙烯或苯乙烯-二乙烯基苯共聚物。


3.如权利要求1所述的二氧化硅均一微球的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅分散液a的具体合成步骤为：将硅烷偶联剂加入到二氧化硅/乙醇的分散体系中，持续搅拌，其中，搅拌的温度为30～55℃，时间为10～15h，得到二氧化硅分散液a，其中，二氧化硅的质量百分比为10～30％，所述硅烷偶联剂和所述二氧化硅的摩尔份数比为(0.1～0.3)：(1～2)。


4.如权利要求1所述的二氧化硅均一微球的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅分散液b的具体合成步骤为在苯乙烯磺酸钠/苯乙烯的聚合体系中加入纳米二氧化硅溶胶形成二氧化硅分散液b，其中，纳米二氧化硅溶胶在所述聚合体系中的质量百分比为15～25％，所述苯乙烯硫磺酸钠和所述苯乙烯的摩尔份数比为(0....

【专利技术属性】
技术研发人员：阳承利，
申请(专利权)人：无锡迈科为生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32