专利名称：含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米硅氧烷固体颗粒的制备方法。
背景技术：
有机硅高分子是分子结构中含有元素硅，且硅原子上连接有机基的聚合物。以重 复的Si-O键为主链上连接有机基的聚有机硅氧烷则是有机硅高分子的主要代表与结构形 式。目前生产的纳米硅氧烷固体一般不含有有机基团，生产含羧基的纳米硅氧烷固体还没 有报道过。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒的制备方法。本发明含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒的制备方法如下一、将二乙氧基氢硅烷、 三乙氧基氢硅烷、烯酸和钼催化剂混合后在85°C的油浴中反应24小时，得到无色透明液 体，其中二乙氧基氢硅烷、三乙氧基氢硅烷与烯酸的摩尔比为1 1 2，钼催化剂的加入量 为二乙氧基氢硅烷、三乙氧基氢硅烷和烯酸总质量的万分之一 ；二、在室温的条件下将步骤 一所得的无色透明液体滴入硫酸溶液中，搅拌、反应30min 60min，然后用蒸馏水反复洗 涤至洗液的PH值为7，抽滤，再在60°C、真空度小于-IMPa的条件下干燥1天，即得含羧基 微孔纳米硅氧烷固体颗粒；步骤二中无色透明液体与硫酸溶液的体积比为1 1;步骤一中 所述烯酸的分子式如下
H2H2C=C-^C-)"COOH式中n值为ο 6 ；步骤二中所述硫酸溶液的体积
H
y
浓度大于50%。步骤一的反应方程式如下<formula>formula see original document page 4</formula>
<formula>formula see original document page 4</formula>步骤二的反应方程式如下
<formula>formula see original document page 4</formula>本发明所得含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒粒径范围在50nm以下，所合成的固 体颗粒属于纳米级别的粒子。所得含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒热稳定性好。
图1是具体实施方式
四所得含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒的红外光谱图；图2 是具体实施方式
四所得含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒的透射电镜照片；图3是具体实施 方式四所得含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒的透射电镜照片；图4是具体实施方式
四所得 含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒的XRD谱图；图5是具体实施方式
四所得含羧基微孔纳米 硅氧烷固体颗粒的热重分析图。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的 任意组合。
具体实施方式
一本实施方式中含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒的制备方法如下一、将二乙氧基氢硅烷、三乙氧基氢硅烷、烯酸和钼催化剂混合后在85°C的油浴中反 应24小时，得到无色透明液体，其中二乙氧基氢硅烷、三乙氧基氢硅烷与烯酸的摩尔比 为1 1 2，钼催化剂的加入量为二乙氧基氢硅烷、三乙氧基氢硅烷和烯酸总质量的万 分之一 ；二、在室温的条件下将步骤一所得的无色透明液体滴入硫酸溶液中，搅拌、反应 30min 60min，然后用蒸馏水反复洗涤至洗液的pH值为7，抽滤，再在60°C、真空度小 于-IMPa的条件下干燥1天，即得含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒；步骤二中无色透明液体 与硫酸溶液的体积比为1 1。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中所述烯酸的分 子式如下H2C=C-(-C-)-COOH式中η值为ο 6。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二中所述硫酸溶液 的体积浓度大于50%。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式中含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒的制备方法如 下一、将二乙氧基氢硅烷、三乙氧基氢硅烷、丙烯酸和钼催化剂混合后在85°C的油浴中 反应24小时，得到无色透明液体，其中二乙氧基氢硅烷、三乙氧基氢硅烷与丙烯酸的摩尔 比为1 1 2，钼催化剂的加入量为二乙氧基氢硅烷、三乙氧基氢硅烷和丙烯酸总质量 的万分之一 ；二、在室温的条件下将步骤一所得的无色透明液体滴入硫酸溶液中，搅拌、反 应30min 60min，然后用蒸馏水反复洗涤至洗液的pH值为7，抽滤，再在60°C、真空度小 于-IMPa的条件下干燥1天，即得含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒；步骤二中无色透明液体 与硫酸溶液的体积比为1 1。由图1看出可以清楚的看到烷烃在2962CHT1和2872CHT1出现的两个清晰谱带，分 别是C-H的不对称和对称伸缩振动引起的，证明所合成的纳米固体颗粒中含有甲基或者亚 甲基。同时谱图中C==O伸缩振动吸收峰存在明显吸收(HZOcnT1)，证明纳米固体颗粒 中含有羰基，从以上红外结果我们可以推断出固体化合物中含有甲基、亚甲基和羧基。另外 谱图中在1000 llOOcm—1出现宽峰，说明颗粒中含有Si-O-Si键。根据所用的单体原料可 知该纳米颗粒为含有甲基和羧丙基结构的聚硅氧烷衍生物。由图2和图3可知所合成的硅氧烷固体颗粒粒径范围在50nm以下。证明所合成 的固体颗粒属于纳米级别的粒子。从图4可以看到在2 θ =20°左右处有一非晶衍射的馒头峰，证明此纳米固体颗 粒为不完善的二氧化硅结晶。另外谱图中附近的尖峰说明此二氧化硅固体中存在微孔，根 据布拉格方程可以计算出孔径大约在0. 9nm左右。根据XRD结果，结合以上对该固体颗粒 的表征，可以证明已经合成出了一种含甲基和羧丙基的微孔纳米固体聚硅氧烷颗粒。将本实施方式所得的含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒在热失重分析条件为N2气 保护下，以10°c /min的温度上升速率考察其重量损失情况。从图5中可以看出最大降解温 度出现在450°C左右，在400°C之前降解了大约9%。在温度升到800°C的情况下，颗粒重量 损失了大约24%，说明这种含羧丙基纳米固体颗粒热稳定性较好。
权利要求
含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒的制备方法，其特征在于含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒的制备方法如下一、将二乙氧基氢硅烷、三乙氧基氢硅烷、烯酸和铂催化剂混合后在85℃的油浴中反应24小时，得到无色透明液体，其中二乙氧基氢硅烷、三乙氧基氢硅烷与烯酸的摩尔比为1∶1∶2，铂催化剂的加入量为二乙氧基氢硅烷、三乙氧基氢硅烷和烯酸总质量的万分之一；二、在室温的条件下将步骤一所得的无色透明液体滴入硫酸溶液中，搅拌、反应30min～60min，然后用蒸馏水反复洗涤至洗液的pH值为7，抽滤，再在60℃、真空度小于-1MPa的条件下干燥1天，即得含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒；步骤二中无色透明液体与硫酸溶液的体积比为1∶1。
2.根据权利要求1所述的含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒的制备方法，其特征在于步 骤一中所述烯酸的分子式如下<formula>formula see original document page 2</formula>式中 n 值为 ο 6。 H
3.根据权利要求1所述的含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒的制备方法，其特征在于步 骤二中所述硫酸溶液的体积浓度大于50%。
全文摘要
含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒的制备方法，它涉及一种纳米硅氧烷固体颗粒的制备方法。本发明的发明目的在于提供一种含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒的制备方法。本方法如下一、将二乙氧基氢硅烷、三乙氧基氢硅烷、烯酸和铂催化剂混合后在85℃的油浴中反应24小时，得到无色透明液体；二、在室温的条件下将无色透明液体滴入硫酸溶液中，搅拌、反应30min～60min，然后用蒸馏水反复洗涤至洗液的pH值为7，抽滤，再在60℃、真空度小于-1MPa的条件下干燥1天，即得。本发明所得含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒粒径范围在50nm以下，所合成的固体颗粒属于纳米级别的粒子。所得含羧基微孔纳米硅氧烷固体颗粒热稳定性好。
文档编号C08G77/06GK101805449SQ20101014424
公开日2010年8月18日 申请日期2010年4月12日 优先权日2010年4月12日
发明者宋荣君, 李斌, 苗越卓 申请人:东北林业大学