[发明专利]超疏水型交联聚硅氧烷-聚倍半硅氧烷纳米球杂化材料的制备方法

权利要求书

1.一种超疏水型交联聚硅氧烷-聚倍半硅氧烷纳米球杂化材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)在氯铂酸催化作用下，将乙烯基/环氧侧基聚硅氧烷与侧含氢硅油进行硅氢化加成反应，制得含环氧侧基和反应性Si-OH基的交联聚硅氧烷；

2)将碱催化剂以及由脂肪醇聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠组成的混合乳化剂加入蒸馏水中得混合物，向混合物中滴加硅烷单体并进行乳液聚合反应，反应结束后进行过滤，将过滤得到的滤渣依次经洗涤、烘干以及研磨后制得表面含Si-OH基的聚倍半硅氧烷纳米球；

3)将含环氧侧基和反应性Si-OH基的交联聚硅氧烷与表面含Si-OH基的聚倍半硅氧烷纳米球在有机溶剂中进行原位缩合反应，反应后经减压蒸馏除去溶剂和低沸物，即得到交联聚硅氧烷-聚倍半硅氧烷纳米球杂化材料。

2.根据权利要求1所述一种超疏水型交联聚硅氧烷-聚倍半硅氧烷纳米球杂化材料的制备方法，其特征在于：所述交联聚硅氧烷的分子结构如式(Ⅰ)所示：

式(Ⅰ)中：R为OH、甲氧基或乙氧基；R′为CH₃、C₂H₅或CH₂CH₂CF₃；m＝250～900，n＝10～45，p＝1～5，q＝5～25，r＝130～180。

3.根据权利要求1所述一种超疏水型交联聚硅氧烷-聚倍半硅氧烷纳米球杂化材料的制备方法，其特征在于：所述交联聚硅氧烷的黏度为1000～3000mPa·s，环氧值为0.03～0.06mmol/g。

4.根据权利要求1所述一种超疏水型交联聚硅氧烷-聚倍半硅氧烷纳米球杂化材料的制备方法，其特征在于：所述乙烯基/环氧侧基聚硅氧烷的黏度为700～1500mPa·s，环氧值为0.03～0.06mmol/g，乙烯值为0.08～0.15mmol/g，分子结构如式(Ⅱ)所示：

式(Ⅱ)中：R为OH、甲氧基或乙氧基，m＝250～900，n＝10～45，p＝1～5；所述侧含氢硅油的黏度为100～300mPa·s，Si-H键含量为0.05～0.16％，分子结构如式(Ⅲ)所示：

式(Ⅲ)中：R′为CH₃、C₂H₅或CH₂CH₂CF₃，q＝5～25，r＝130～180。

5.根据权利要求1所述一种超疏水型交联聚硅氧烷-聚倍半硅氧烷纳米球杂化材料的制备方法，其特征在于：所述乙烯基/环氧侧基聚硅氧烷中C＝C双键与侧含氢硅油中Si-H键的摩尔比为1.1～1.2:1，硅氢化加成反应的反应温度为80～90℃，反应时间为2.5～4h，氯铂酸的用量为所述侧含氢硅油质量的1/万～5/万。

6.根据权利要求1所述一种超疏水型交联聚硅氧烷-聚倍半硅氧烷纳米球杂化材料的制备方法，其特征在于：所述表面含Si-OH基的聚倍半硅氧烷纳米球选自聚R²基倍半硅氧烷纳米球，其中R²为C_nH_2n+1，n＝1～12，表面含Si-OH基的聚倍半硅氧烷纳米球的平均粒径为50～200nm。

7.根据权利要求1所述一种超疏水型交联聚硅氧烷-聚倍半硅氧烷纳米球杂化材料的制备方法，其特征在于：所述碱催化剂为NaOH、KOH、三乙胺或四甲基氢氧化铵，碱催化剂与硅烷单体的质量比为1︰20～40、脂肪醇聚氧乙烯醚与十二烷基硫酸钠的总质量为硅烷单体质量的2～9％，脂肪醇聚氧乙烯醚与十二烷基硫酸钠的质量比为1:1～1.7，蒸馏水与硅烷单体的质量比为7～25︰1，乳液聚合反应的反应温度为10～30℃，反应时间为8～24h。

8.根据权利要求1所述一种超疏水型交联聚硅氧烷-聚倍半硅氧烷纳米球杂化材料的制备方法，其特征在于：所述硅烷单体的结构如式(Ⅳ)所示：

式(Ⅳ)中：R²为C_nH_2n+1，n＝1～12，R³为CH₃或CH₂CH₃。

9.根据权利要求1所述一种超疏水型交联聚硅氧烷-聚倍半硅氧烷纳米球杂化材料的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为异丙醇、乙二醇单丁醚、甲苯或N,N-二甲基甲酰胺，含环氧侧基和反应性Si-OH基的交联聚硅氧烷与表面含Si-OH基的聚倍半硅氧烷纳米球的质量比为3～10︰1，原位缩合反应的反应温度为30～60℃，反应时间为2～4h。