共聚倍半硅氧烷微球及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种共聚倍半硅氧烷微球及其制备方法和应用。具体地，本发明专利技术公开的共聚倍半硅氧烷微球由选自通式R1Si(OR4)3、通式R2R3Si(OR4)2和通式Si(OR4)4中的任意两种结构不同的硅氧烷单体水解、缩聚制得，其中，所述的两种硅氧烷单体的质量比为1:99-99:1，R1、R2、R3、R4如本文所述。所述方法制得的微球具有优异的性能，在光扩散板、化妆品等方面具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
共聚倍半硅氧烷微球及其制备方法和应用
本专利技术属于有机高分子化合物领域。具体地，本专利技术涉及一种共聚倍半硅氧烷微球及其制备方法和应用。
技术介绍
聚倍半硅氧烷由硅原子和氧原子交替组成，与硅原子相连的包括各种有机基团(如甲基、乙基、苯基等)，是具有稳定骨架的高分子。聚倍半硅氧烷微球具有硬度高、熔点高、耐磨、滑润、憎水、难燃、无毒、无味、透明、光泽、生理惰性等特性，且结构稳定、环境友好，因此，被广泛用作塑料、橡胶、化妆品、涂料等制品的填料及改性剂，己经成为国民经济中重要且必不可少的新型高分子材料。现有的聚倍半硅氧烷主要为均聚倍半硅氧烷，均聚倍半硅氧烷的制备方法主要基于法(所述的法是等开创的，在醇水介质中、氨催化下水解正硅酸乙酯(TEOS)的方法，可以制备粒径范围0.1-10μm的单分散二氧化硅微球)，后来经Arkhireeva等改进后被引用到烷氧基硅烷微球的制备中，制得了粒径为60-180nm的甲基、乙基、丙基、苯基聚倍半硅氧烷粒子。目前，聚倍半硅氧烷微球的制备以均聚倍半硅氧烷微球为主，微球的性能以及应用受到局限，例如，1)目前微球折光率难以调节，在扩散板等应用中，存在透光率和雾度不能兼顾的问题。2)根据化妆品对综合性能的要求，目前有机硅微球存在局限，需要开发兼具有不同性能(如滑爽性、柔焦效果，吸油值等)的材料。因此，本领域迫切需要研发一种性能优异、应用广泛的聚倍半硅氧烷微球。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种性能优异、应用广泛的聚倍半硅氧烷微球，所述微球为共聚倍半硅氧烷微球。本专利技术的另一目的是提供上述共聚倍半硅氧烷微球的制备方法以及应用。本专利技术第一方面提供了一种共聚倍半硅氧烷微球，所述的共聚倍半硅氧烷微球由如下方法制备，所述方法包括步骤：在惰性溶剂中，在碱催化剂的存在下，由两种结构不相同的硅氧烷单体反应得到；所述的两种硅氧烷单体各自独立地选自通式R1Si(OR4)3、通式R2R3Si(OR4)2或通式Si(OR4)4；其中，R1、R2、R3各自独立为氢、取代的或未取代的C1-6烷基、取代的或未取代的C2-6烯基、取代的或未取代的C2-6炔基、取代的或未取代的C6-12芳基、取代的或未取代的C5-12杂芳基；其中，所述的取代基为氨基、被C1-6氨烷基所取代的氨基、C1-6烷氧基、被氧取代的C1-6烷氧基或C1-6烃基酰氧基；R4为C1-6烷基；所述的两种硅氧烷单体的质量比为1:99-99:1；附加条件是当所述的两种硅氧烷单体均选自通式R1Si(OR4)3时，则其中至少一种单体的通式中R1不为氢、甲基或乙烯基。在另一优选例中，所述的R1、R2、R3各自独立地为取代的或未取代的C2-6烷基、取代的或未取代的C3-6烯基、取代的或未取代的C2-6炔基、取代的或未取代的C6-12芳基、取代的或未取代的C5-12杂芳基，其中，所述的取代基为氨基、被C1-6氨基烷基所取代的氨基、C1-6烷氧基、被氧取代的C1-6烷氧基或C1-6烃基酰氧基。在另一优选例中，两种硅氧烷单体的质量比为1:9-9:1。在另一优选例中，R1、R2、R3各自独立地为氢、苯基、甲基、乙基、乙烯基、γ-氨丙基、γ-(2,3-环氧丙氧)-丙基、γ-(甲基丙烯酰氧)-丙基或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基。在另一优选例中，R4为甲基或乙基。在另一优选例中，所述的惰性溶剂为水或水与C1-6醇的混合溶剂。在另一优选例中，所述的C1-6醇选自下组：甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、或其组合。在另一优选例中，水与C1-6醇的质量比为50-100:0-50；较佳地为80-100:0-20。在另一优选例中，所述的碱催化剂为碱金属氢氧化物的水溶液或氨水。在另一优选例中，所述的碱催化剂为NaOH水溶液；较佳地，为0.1-10mol/L的NaOH水溶液；更佳地，为0.5-2mol/L的NaOH水溶液。在另一优选例中，所述的反应在20-90℃下进行；和/或所述的反应进行0.5-4小时。在另一优选例中，所述的反应在50-70℃下进行；和/或所述的反应进行1-2小时。在另一优选例中，所述的共聚倍半硅氧烷微球的平均粒径为0.01-20um。在另一优选例中，所述的共聚倍半硅氧烷微球的平均粒径为0.01-0.1um或0.1-10um(较佳地为1-5um)或10-20um。本专利技术第二方面提供了一种共聚倍半硅氧烷微球的制备方法，其包括步骤：在惰性溶剂中，在碱催化剂的存在下，由两种结构不相同的硅氧烷单体反应得到；所述的两种硅氧烷单体各自独立地选自通式R1Si(OR4)3、通式R2R3Si(OR4)2或通式Si(OR4)4；其中，R1、R2、R3各自独立地为氢、取代的或未取代的C1-6烷基、取代的或未取代的C2-6烯基、取代的或未取代的C2-6炔基、取代的或未取代的C6-12芳基、取代的或未取代的C5-12杂芳基，其中，所述的取代基为氨基、被C1-6氨烷基所取代的氨基、C1-6烷氧基、被氧取代的C1-6烷氧基或C1-6烃基酰氧基；R4为C1-6烷基；所述的两种硅氧烷单体的质量比为1:99-99:1；附加条件是当所述的两种硅氧烷单体均选自通式R1Si(OR4)3时，则其中至少一种单体的通式中R1不为氢、甲基或乙烯基。在另一优选例中，所述的反应为水解后再进行聚合反应。在另一优选例中，两种硅氧烷单体的质量比为1:9-9:1。在另一优选例中，R1、R2、R3各自独立地为氢、苯基、甲基、乙基、乙烯基、γ-氨丙基、γ-(2,3-环氧丙氧)-丙基、γ-(甲基丙烯酰氧)-丙基或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基；和/或R4为甲基或乙基。在另一优选例中，所述的两个硅氧烷单体总量与碱催化剂的质量比为1:0.0005-1:0.005。在另一优选例中，所述的惰性溶剂为水或水与C1-6醇的混合溶剂。在另一优选例中，所述的C1-6醇为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、或其组合；和/或水与C1-6醇的质量比为50-100:0-50。在另一优选例中，水与C1-6醇的质量比为80-100:0-20。在另一优选例中，所述的碱催化剂为碱金属氢氧化物的水溶液或氨水。在另一优选例中，所述的碱催化剂为NaOH水溶液。在另一优选例中，所述的碱催化剂为0.1-10mol/L的NaOH水溶液。在另一优选例中，所述的碱催化剂为0.5-2mol/L的NaOH水溶液。在另一优选例中，所述的反应在20-90℃下进行；和/或所述的反应进行0.5-4小时。在另一优选例中，所述的反应在50-70℃下进行；和/或所述的反应进行1-2小时。本专利技术第三方面提供了如本专利技术第一方面所述的共聚倍半硅氧烷微球的用途，其用作塑料、化妆品、橡胶、涂料的填料或改性剂。本专利技术第四方面提供了一种光扩散板，按所述光扩散板的总重计算，其包含0.3-5重量%的如本专利技术第一方面所述的共聚倍半硅氧烷微球。在另一优选例中，所述的光扩散板包含0.5-2重量%的共聚倍半硅氧烷微球。本专利技术第五方面提供了一种化妆品，按所述化妆品的总重计算，其包含0.5-20重量%的如第一方面所述的共聚倍半硅氧烷微球。在另一优选例中，所述的化妆品包含0.5-5重量%的共聚倍半硅氧烷微球。本专利技术第六方面提供了一种封装胶，按所述分装胶的总重计算，其包含0.5-10重量%的如第一方面所述的共聚倍半硅氧烷微球。在另一优选例中，所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共聚倍半硅氧烷微球，其特征在于，所述的共聚倍半硅氧烷微球由如下方法制备，所述方法包括步骤：在惰性溶剂中，在碱催化剂的存在下，由两种结构不相同的硅氧烷单体反应得到；所述的两种硅氧烷单体各自独立地选自通式R1Si(OR4)3、通式R2R3Si(OR4)2或通式Si(OR4)4；其中，R1、R2、R3各自独立为氢、取代的或未取代的C1?6烷基、取代的或未取代的C2?6烯基、取代的或未取代的C2?6炔基、取代的或未取代的C6?12芳基、取代的或未取代的C5?12杂芳基；其中，所述的取代基为氨基、被C1?6氨烷基所取代的氨基、C1?6烷氧基、被氧取代的C1?6烷氧基或C1?6烃基酰氧基；R4为C1?6烷基；所述的两种硅氧烷单体的质量比为1:99?99:1；附加条件是当所述的两种硅氧烷单体均选自通式R1Si(OR4)3时，则其中至少一种单体的通式中R1不为氢、甲基或乙烯基。

【技术特征摘要】
1.一种共聚倍半硅氧烷微球，其特征在于，所述的共聚倍半硅氧烷微球由如下方法制备，所述方法包括步骤：在惰性溶剂中，在碱催化剂的存在下，由两种结构不相同的硅氧烷单体反应得到；所述的两种硅氧烷单体各自独立地选自通式R1Si(OR4)3、通式R2R3Si(OR4)2或通式Si(OR4)4；其中，R1为取代的或未取代的C1-6烷基、取代的或未取代的C2-6炔基、取代的或未取代的C6-12芳基、取代的或未取代的C5-12杂芳基；其中，所述的取代基为氨基、被C1-6氨烷基所取代的氨基、C1-6烷氧基、被氧取代的C1-6烷氧基或C1-6烃基酰氧基；R2、R3各自独立为氢、取代的或未取代的C1-6烷基、取代的或未取代的C2-6烯基、取代的或未取代的C2-6炔基、取代的或未取代的C6-12芳基、取代的或未取代的C5-12杂芳基；其中，所述的取代基为氨基、被C1-6氨烷基所取代的氨基、C1-6烷氧基、被氧取代的C1-6烷氧基或C1-6烃基酰氧基；R4为C1-6烷基；所述的两种硅氧烷单体的质量比为1:99-99:1；所述的碱催化剂为0.1-10mol/L的碱金属氢氧化物的水溶液；附加条件是当所述的两种硅氧烷单体均选自通式R1Si(OR4)3时，则其中至少一种单体的通式中R1不为甲基；且所述的共聚倍半硅氧烷微球的平均粒径为0.01-20μm。2.如权利要求1所述的共聚倍半硅氧烷微球，其特征在于，R1为苯基、甲基、乙基、乙炔基、γ-氨丙基、γ-(2,3-环氧丙氧)-丙基、γ-(甲基丙烯酰氧)-丙基或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基；R2、R3各自独立地为氢、苯基、甲基、乙基、乙烯基、乙炔基、γ-氨丙基、γ-(2,3-环氧丙氧)-丙基、γ-(甲基丙烯酰氧)-丙基或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基；和/或R4为甲基或乙基。3.如权利要求1所述的共聚倍半硅氧烷微球，其特征在于，所述的共聚倍半硅氧烷微球的平均粒径为0.1-10μm。4.一种共聚倍半硅氧烷微球的制备方法，其特征在于，包括步骤：在惰性溶剂中，在碱催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：任慧卿，马霆，朱元清，卓胜池，卜诗尧，
申请(专利权)人：长兴中国投资有限公司，
类型：发明
国别省市：