彩色聚硅氧烷微球的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种制备彩色聚硅氧烷微球的方法，其包括：(1)在有酸性染料存在及反应体系的pH值为1.0～6.5的条件下，由有机硅烷在水、或由水和与水互溶的有机溶剂组成的混合物中，于20℃～80℃状态保持0.1小时～10.0小时，得到所述有机硅烷水解产物的溶液；(2)在由步骤(1)得到所述有机硅烷水解产物的溶液中加入碱性物质，调节其pH值为7.1～13.5，并于20℃～80℃状态保持0.1小时～24.0小时，再依次经分离和干燥步骤后得到目标物。本发明专利技术直接采用酸性染料作为硅氧烷单体水解反应的催化剂，简化了彩色聚硅氧烷微球的制备步骤，且彩色聚硅氧烷微球的产率较高(在90％以上)。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种制备彩色聚硅氧烷微球的方法，其包括：(1)在有酸性染料存在及反应体系的pH值为1.0～6.5的条件下，由有机硅烷在水、或由水和与水互溶的有机溶剂组成的混合物中，于20℃～80℃状态保持0.1小时～10.0小时，得到所述有机硅烷水解产物的溶液；(2)在由步骤(1)得到所述有机硅烷水解产物的溶液中加入碱性物质，调节其pH值为7.1～13.5，并于20℃～80℃状态保持0.1小时～24.0小时，再依次经分离和干燥步骤后得到目标物。本专利技术直接采用酸性染料作为硅氧烷单体水解反应的催化剂，简化了彩色聚硅氧烷微球的制备步骤，且彩色聚硅氧烷微球的产率较高(在90％以上)。【专利说明】
本专利技术涉及一种彩色高分子微球的制备方法，具体地说，涉及一种制备彩色聚硅氧烧微球的方法。
技术介绍
彩色聚硅氧烷微球可用于涂料、防伪粘贴标记、化妆品改性剂、各种微量物质的标记物、生物免疫分析和药物筛选等领域。迄今，制备彩色聚硅氧烷微球的方法主要以下两种:(I)吸附法:即以有机硅烷单体为原料，首先通过碱催化一步法或是酸碱两步法合成出单分散的聚硅氧烷微球，然后再吸附染料分子，制备出彩色微球。如Robert Vogel等以巯丙基三甲氧基硅烷为原料，以盐酸为酸性催化剂，三乙胺为碱性催化剂，采用酸碱两步法合成出巯丙基聚硅氧烷微球；所得微球经离心分离、洗涤后，然后在二甲基甲酰胺溶剂中吸附荧光染料罗丹明B-异硫氰酸酯，得到聚硅氧烷荧光微球(Robert Vogel etal.， Fluorescent organosilica micro-and nanoparticles with controllable size.Journal of Colloid and Interface Science，2007，310:144-150)。该方法的缺陷是操作较为复杂(为了吸附染料，需更换溶剂体系)。(2)包埋法:即以有机硅烷单体为原料，在碱催化反应过程中加入染料，合成聚硅氧烷彩色微球。如Michihiro Nakamura等以巯丙基三乙氧基硅烷、或巯丙基三甲氧基硅烷为原料，添加不同浓度的罗丹明红C2-马来酰亚胺、荧光素5-马来酰亚胺、罗丹明B或荧光素为染料，用氨水作为碱性催`化剂，在水溶液中室温下反应3天，合成出巯丙基聚硅氧烷纳米微球(Nakamura et al., One-pot synthesis and characterizationof three kinds of thiol-organosiIica nanoparticles.Langmuir,2008, 24(9):5099-5108)。为了减少反应时间，Michihiro Nakamura等在上述反应基础上，将反应温度由室温提高到100°C，反应时间缩短为I天，但24h的反应收率仅为54% (MichihiroNakamura et al., Size-controlled synthesis, surface functionalization, andbiological applications of thiol-organosiIica particles.Colloids and SurfacesB:Biointerfaces,2010,79(I):19-26.)。鉴于此，提供一种制备步骤简洁、且具有较高收率的，成为本专利技术需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种制备步骤简洁、且具有较高收率的。本专利技术所述的制备彩色聚硅氧烷微球的方法，包括如下步骤:(I)在有酸性染料存在及反应体系的pH值为1.0~6.5的条件下，由有机硅烷在水、或由水和与水互溶的有机溶剂组成的混合物中，于20°C~80°C (优选20°C~50°C )状态保持0.1小时~10.0小时(优选0.5小时~6.0小时)，得到所述有机硅烷水解产物的溶液；(2)在由步骤⑴得到所述有机硅烷水解产物的溶液中加入碱性物质，调节其pH值为7.1~13.5，并于20°C~80°C (优选20°C~50°C )状态保持0.1小时~24小时(优选0.5小时~10小时)，再依次经分离(过滤或离心分离)和干燥步骤后得到目标物(彩色聚硅氧烷微球)。由上述公开的技术方案可知，本专利技术无需使用盐酸等无机酸作为硅烷单体的水解催化剂，直接采用酸性染料作为硅氧烷单体水解反应的催化剂，简化了彩色聚硅氧烷微球的制备步骤(省略了染料的“吸附”步骤)，且彩色聚硅氧烷微球的产率较高(在90%以上)。【具体实施方式】本专利技术所使用的酸性染料是指可以在水、或由水和与水互溶的有机溶剂组成的混合物中呈现出PH值为1.0~6.5的染料，可以替代盐酸等无机酸催化有机硅烷单体的水解反应,如(但不限于此):酸性嫩黄2G、酸性嫩黄G、酸性磺E-GNL、酸性黄RN、酸性金黄G、酸性黄R、酸性黄GR、酸性橙E-3R、酸性橙I1、酸性橙AGT、酸性大红2G、酸性红5B、酸性艳红E-B、酸性红4B、酸性红R、酸性红BG、酸性玫瑰红B、酸性红A、酸性大红N-2G、酸性红P-L、酸性紫2R、酸性紫红B、酸性紫4BNS、酸性紫3B、酸性翠蓝2G、酸性蓝FG、酸性蓝BRL、酸性蓝B、酸性蓝2R、酸性艳蓝6B、酸性艳蓝G、酸性藏青R、酸性蓝AFN、酸性绿VS、酸性深绿B、酸性棕K、酸性棕B、酸性棕EBR、酸性黑10B、酸性粒子元、弱酸性黄3G、弱酸性黄6G、弱酸性黄P-L、酸性黄4GL、弱酸性嫩黄G、酸性黄A-4R、弱酸性橙GS、弱酸性橙PR、弱酸性黄RXL、弱酸性橙C-GNS、弱酸性红E-BL、弱酸性大红3GL、弱酸性红F-RS、弱酸性艳红3B-E、弱酸性桃红B、弱酸性红BL、弱酸性紫红BB、弱酸性艳红3B、弱酸性酱红5BL、弱酸性枣红P_L、弱酸性红F-2G、弱酸性猩红FG、弱酸性紫N-FBL、弱酸性艳红10B、弱酸性艳蓝BA、酸性蒽醌蓝、弱酸性蓝BRN、弱酸性艳蓝RAW、弱酸性艳蓝FFR、弱酸性深蓝5R、弱酸性深蓝GR、弱酸性艳蓝GAW、弱酸性艳蓝P-R、弱酸性蓝N-GL、`弱酸性艳蓝4R、弱酸性蓝BRLL、酸性绿P-3B、弱酸性绿GS、弱酸性绿5GS、弱酸性艳绿6G、弱酸性棕R、弱酸性红棕V、弱酸性黄棕3GL、弱酸性黑BR、弱酸性黑VL、弱酸性黑RB、弱酸性黑NB-G。本专利技术对所用有机硅烷无特别要求，现有用于制备聚硅氧烷微球的有机硅烷均适合本专利技术。本专利技术推荐使用的有机硅烷选自:式I所示化合物族中一种或二种以上(含二种)混合物:f1.1 R4—Si—R2 R3I式I中，R1, R2, R3和R4分别独立选自K1~C18直链、支链或环状的烷基，C1~Ciq链烯基，由氨基(-NH2)、卤素(F、Cl、Br或I)、巯基(-SH)或环氧基()取代的C1~C10直链、支链或环状的烷基，苯基，C1~C6直链或支链的烷氧基，羟基(-0H)，卤素(F、Cl、Br或I)或氢⑶中一种，且R1, R2, R3和R4中至少有一个选自=C1~C6直链或支链的烷氧基，羟基(-0H)或卤素(F、Cl、Br或I)中一种；更优选的R1, R2, R3和R4分别独立选自=C1~C6直链或支链烷基，苯基，或C1~C6直链或支链烷氧基中一种，且R1, R2, 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种彩色聚硅氧烷微球的制备方法，包括如下步骤：(1)在有酸性染料存在及反应体系的pH值为1.0～6.5的条件下，由有机硅烷在水、或由水和与水互溶的有机溶剂组成的混合物中，于20℃～80℃状态保持0.1小时～10.0小时，得到所述有机硅烷水解产物的溶液；(2)在由步骤(1)得到所述有机硅烷水解产物的溶液中加入碱性物质，调节其pH值为7.1～13.5，并于20℃～80℃状态保持0.1小时～24.0小时，再依次经分离和干燥步骤后得到目标物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：辛忠，陆馨，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：