【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种有机硅泡沫及其制备方法，属于材料。
技术介绍
1、有机硅泡沫材料是一种高性能泡沫材料，憎水、柔性的聚硅氧烷分子链赋予了有机硅泡沫优异的疏水性、弹性、生物相容性和透气性，交联的共价键赋予了聚硅氧烷网络高的机械强度、良好的化学稳定性和耐热性，而有机硅泡沫材料的多孔结构赋予其低密度、吸音性及抗震性好等特点。因此，与其他高分子泡沫材料相比，有机硅泡沫材料具有卓越的耐高低温性、良好的耐老化性、优良的电绝缘性和化学稳定性、突出的憎水防潮性和生理惰性等。有机硅泡沫材料作为一种理想的轻质泡沫材料，有望取代或部分代替碳基高分子泡沫材料，在电子元件、仪器仪表、油水分离、可穿戴电子设备、高吸附树脂、纳米摩擦发电等方面得到广泛应用。
2、目前普遍应用的有机硅泡沫材料的制备方法为化学发泡法，是利用化学反应产生出气体使有机硅聚合物基体发泡，其中一种发泡方式是在聚合物中引入发泡剂(如偶氮二异丁腈、尿素、碳酸氢钠等)，加热使之分解释放出气体而发泡，此方法在高温下分解会产生有毒气体，泡孔不均匀，发泡程度不易控制，因此力学性能差。另一种发泡方式是利用各有机硅聚合物组分之间的化学反应释放出气体而发泡(如，si-oh与si-h反应生成氢气)。但由于交联与发泡同时进行，泡孔结构不易控制，导致泡孔尺寸大、不均匀。针对以上问题，已经发展了诸多基于化学发泡法的改进技术来降低泡孔尺寸、提高泡孔均匀性，如cn107434854a公开了一种有机硅泡沫材料及其制备方法，采用si-h与si-or基之间发生的化学反应，释放出烷烃制备有机硅泡沫材料，避免了泡孔
3、乳液模板法是近年来发展的制备有机硅泡沫材料的新技术，与化学发泡法相比，其优点是孔结构由乳液中的分散相尺寸决定，孔径尺寸和尺寸分布易于控制。如us10857758b2公开了一种由非极性乳化剂稳定的硅树脂前驱体油包水型乳液制备的有机硅泡沫的方法，其孔径小于80微米，开孔率大于90％，密度为0.2～0.7g/cm3之间，在高低温条件下弹性模量稳定；cn110182816a公开了一种利用油包水乳液为聚合模板，用两种有机硅烷溶解在油相中作为聚合单体和乳液的稳定剂，得到具有柔性的二氧化硅气凝胶，二氧化硅气凝胶的孔隙率在80％以上，具有层级多孔结构，大孔尺寸为1～400μm，小孔尺寸在3～20nm。虽然上述技术能够更好地控制孔结构，提高孔径尺寸分布均匀性，但其缺点是制备的有机硅泡沫不够柔软，拉伸性能差，使用寿命低；干燥制孔过程中孔结构容易由于毛细力的作用而坍塌；乳化剂残留在产品中降低力学性能，增加毒性，限制其在生物医用材料中的应用。基于以上缺点，乳液模板法制备有机硅泡沫材料并没有像化学发泡法那样在工业生产中被大规模使用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种有机硅泡沫，以油包水型pickering乳液作为模板制备得到，其力学性能优异，解决了现有的乳液模板法制备的有机硅泡沫拉伸性能差、使用寿命低、乳化剂残留、孔结构容易垮塌等问题。
2、本专利技术提供的有机硅泡沫由油包水型高内相pickering乳液热固化得到；
3、所述油包水型高内相pickering乳液的其质量组成如下：
4、
5、优选地，所述有机硅预聚体为乙烯基聚硅氧烷和含氢聚硅氧烷，通过pt催化剂引发硅乙烯基与硅氢发生加成反应实现固化，不能采用过氧化物交联型和缩合反应型有机硅预聚体；有机硅固化物的强度和韧性可以通过有机硅预聚体的交联度调节，本专利技术有机硅预聚体对其交联度没有限制。
6、所述有机硅预聚体的粘度范围是10mpa·s～50000mpa·s，优选100mpa·s～30000mpa·s，如道康宁sylgard184、ecoflex 00-30、rg 01。
7、优选地，所述两亲型无机纳米颗粒的添加量为0.5～4份，更优选0.5～5份、0.5～2份、0.5～3份；
8、所述两亲型无机纳米颗粒表面的亲水基团和疏水基团的摩尔比为0.7～1.5:1；
9、所述亲水基团为羟基和氨基中至少一种；
10、所述疏水基团为烷基硅氧基；优选的烷基硅氧基为三甲基硅氧基、二甲基二硅氧基、辛基二甲基硅氧基、十六烷基二甲基硅氧基和十八烷基二甲基硅氧基中至少一种；
11、所述两亲型无机纳米颗粒表面积(bet法)范围是50m2/g～350m2/g，优选120m2/g～300m2/g；
12、本专利技术所述两亲型无机纳米颗粒对颗粒物质种类没有特殊限定，可以选自气相二氧化硅、气相二氧化钛等；
13、本专利技术所述的两亲型无机纳米颗粒优选两亲性气相二氧化硅，如h15、h20、h30、aerosil r805。
14、所述亲油性溶剂为与所述有机硅预聚体具有良好溶解性的溶剂，且不影响所述有机硅预聚体的固化，选自甲苯、环己烷、八甲基四硅氧烷和六甲基二硅氧烷中至少一种。
15、优选地，所述亲油性溶剂的添加量优选为50～100份，更优选50～100份、50～60份、50～80份。
16、所述分散相为水，或含有醇等水系溶剂的水溶液；
17、所述分散相中含有水溶性物质；所述水溶性物质是水溶性药物、水溶性盐或它们的组合。
18、优选地，所述分散相的添加量优选为400～800份，更优选400～700份、400～500份、400～600份；
19、本专利技术所述油包水型高内相pickering乳液可按照下述方法制备：
20、将所述有机硅预聚体、所述亲油性溶剂和所述两亲型无机纳米颗粒混合均匀得到油相，然后在一定速度的搅拌下，向所述油相中滴加所述分散相获得稳定性能优异的油包水型乳液，搅拌速度为50～500转/分，优选70～300转/分；
21、所述油相混合的顺序为：
22、选用的所述有机硅预聚体粘度小于10000mpa·s时，先将所述有机硅预聚体和所述两亲型无机纳米颗粒混合均匀，再与所述亲油性溶剂混合均匀；选用的所述有机硅预聚体粘度大于10000mpa·s时，先将所述有机硅预聚体和所述亲油性溶剂混合均匀，再与所述两亲型无机纳米颗粒混合均匀。
23、所述油相的混合方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种有机硅泡沫，由油包水型高内相Pickering乳液热固化得到；
2.根据权利要求1所述的有机硅泡沫，其特征在于：所述有机硅预聚体为乙烯基聚硅氧烷和含氢聚硅氧烷；
3.根据权利要求1或2所述的有机硅泡沫，其特征在于：所述两亲型无机纳米颗粒表面的亲水基团和疏水基团的摩尔比为0.7～1.5:1，表面积为50m2/g～350m2/g；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的有机硅泡沫，其特征在于：所述亲油性溶剂为与所述有机硅预聚体具有良好溶解性的溶剂，且不影响所述有机硅预聚体的固化，选自甲苯、环己烷、八甲基四硅氧烷和六甲基二硅氧烷中至少一种。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的有机硅泡沫，其特征在于：所述分散相为水，或含有醇等水系溶剂的水溶液；
6.根据权利要求1-5中任一项所述的有机硅泡沫，其特征在于：所述热固化的温度为35～80℃，时间为2～24小时。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的有机硅泡沫，其特征在于：所述热固化之后还包括去除所述分散相和所述亲油性溶剂的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种有机硅泡沫，由油包水型高内相pickering乳液热固化得到；
2.根据权利要求1所述的有机硅泡沫，其特征在于：所述有机硅预聚体为乙烯基聚硅氧烷和含氢聚硅氧烷；
3.根据权利要求1或2所述的有机硅泡沫，其特征在于：所述两亲型无机纳米颗粒表面的亲水基团和疏水基团的摩尔比为0.7～1.5:1，表面积为50m2/g～350m2/g；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的有机硅泡沫，其特征在于：所述亲油性溶剂为与所述有机硅预聚体具有良好溶解...
【专利技术属性】
技术研发人员：张瑛，王雷，祁志强，黄伟，于然，杨欣，赵晓娟，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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