Uv固化有機硅納米/微米粒子、及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發明設及有機娃粒子制造技術領域，具體設及一種UV固化有機娃制備的納米/ 微米粒子及其制備方法，W及采用運種方法制備的有機娃粒子作為光擴散粒子、材料增初 劑等的應用。
【背景技術】
[0002] 目前有機娃微米或納米粒子的制備主要是通過將有機硅烷水解完全后加堿進行 縮合，進而生成納米或微米級正球型粒子，再經過濾、烘干完成制備。球形粒子的粒徑及其 分布只能通過硅烷與水的比例W及堿的加入比例進行間接調整，波動很大，尤其批次生產 量較大的時候，不利于穩定控制。而且，生產過程中會產生大量含有低濃度甲醇的廢水，通 常情況下生產1噸成品會產生15-20噸廢水，運些廢水如果直接排放，污染指數超標、毒害 環境，如果進行蒸饋處理，又很不經濟。同時上述制備方法生產周期冗長，通常1個生產周 期需要8-10小時，不利于提高生產效率。
【發明內容】
[0003] 為了解決上述技術問題，本發明的目的之一在于提供一種UV固化有機娃制備納 米/微米粒子的方法，本制備方法中過濾出粒子的水可W循環利用，生產過程中不會產生 廢水，對環境環保友好，而且粒子粒徑及分布采用直接法控制，準確、重復性優異，產品質量 易于穩定控制。
[0004] 為實現上述技術目的，本發明采用W下的技術方案：
[00化]UV固化有機娃制備納米/微米粒子的方法，包括如下步驟：將具有UV固化特征的 可UV固化有機娃與合適的光引發劑混合均勻作為油相，將含有隔離劑的水混合均勻作為 水相，將油相加入到水相中進行乳化剪切，乳液至期望的粒徑和分布（目標粒徑）后，引入 UV(紫外光）對乳液進行照射固化，再經過濾、烘干或直接氣流、噴霧干燥制得有機娃納米/ 微米粒子；其中，
[0006] 所述光引發劑的重量含量為所述可UV固化有機娃的2~10% ;
[0007] 所述隔離劑的重量含量為所述水的1~10% ;所述隔離劑可W采用無機粉體隔離 劑或非離子表面活性劑；
[0008] 所述油相的重量含量為所述水相的1~80%。
[0009] 作為優選，所述可UV固化有機娃為丙締酸醋基聚硅氧烷、環氧基聚硅氧烷、乙締 基酸基聚硅氧烷或苯乙締基聚硅氧烷中的任意一種，或乙締基聚硅氧烷和琉基聚硅氧烷的 混合物。
[0010] 作為優選，所述光引發劑為與所述可UV固化有機娃能夠良好相容、易攬拌均勻的 光引發劑。
[0011] 下面分別W丙締酸醋基聚硅氧烷、環氧基聚硅氧烷、乙締基酸基聚硅氧烷、乙締基 聚硅氧烷和琉基聚硅氧烷的混合物、苯乙締基聚硅氧烷為所述可UV固化有機娃，介紹本發 明有機娃納米或微米級粒子的制備方法。
[0012] 1.自由基型UV固化丙締酸醋基聚硅氧烷納米、微米級粒子的制備： 陽〇1引
式中R'為-C肥-鏈；
[0014]反應原理：
[001引光引發劑在UV照射下產生的自由基引發丙締酸醋基發生自由基聚合，高分子鏈 發生增長，粘度逐漸增大，直到由液體變成固體。
[0016] 具體方法；
[0017] 在聚合度η= 10~1000的上述結構丙締酸醋基聚硅氧烷中，加入2~10 %的光 引發劑混合均勻作為油相，光引發劑優先選擇與丙締酸醋基聚硅氧烷相容性好、易攬拌均 勻并且無黃變的液體類，例如：α，α-二乙氧基苯乙酬、2-徑基-2-甲基-苯基丙酬-1、 苯甲酯甲酸醋、2，4，6-Ξ甲基苯甲酯基-乙氧基-苯基氧化麟等，并尤其選擇氣味更低、不 遷移、更耐黃變的大分子光引發劑，例如：ΚΙΡ1502-徑基-2-甲基-1-(4-甲基乙締基-苯 基）丙酬、大分子二苯甲酬光引發劑OmnipolBP、大分子硫雜蔥酬光引發劑OmnipolTX、大 分子α-徑基酬光引發劑Irgacure127、大分子苯甲酯甲酸醋光引發劑Irgacure754、大 分子酷基麟化氧光引發劑等；將含有1~10%的異構醇聚氧乙締酸、仲醇聚氧乙締酸、烷基 酪聚氧乙締酸等非離子表面活性劑的水作為水相，將油相加入到水相中，油相在水相中的 比例為1~80%，用均質器、高速剪切乳化機、管式乳化機、黃片哨式乳化機或超聲波乳化 機等設備進行乳化，制備出平均粒徑在0. 01μπι~100μπι的乳液，引入紫外光照射1秒~ 30分鐘，過濾、烘干或直接用氣流干燥機、噴霧干燥機干燥乳液，獲得有機娃納米、微米級粒 子。
[001引 2.陽離子型UV固化環氧基聚硅氧烷納米、微米級粒子的制備：
[0019]
[0020] 反應原理：
[0021] 在UV照射下，陽離子光引發劑發生系列分解反應，產生超強質子酸或路易斯酸， 運些超強質子酸和路易斯酸可W引發環氧基團的開環聚合，形成鏈增長，粘度逐漸增大，直 至由液體變成固體。
[0022] 具體方法；
[0023] 在聚合度η= 10~1000的上述結構環氧基聚硅氧烷中，加入2~10%的光引發 劑混合均勻作為油相，光引發劑選擇與環氧基聚硅氧烷相容性好、易攬拌均勻并且對水汽 不敏感的大分子陽離子光引發劑類，例如：大分子艦鐵鹽光引發劑CD-1012、大分子硫鐵鹽 光引發劑1>日州的1590、大分子硫鐵鹽光引發劑63日州的1187等；將含有1~10%的異構醇 聚氧乙締酸、仲醇聚氧乙締酸、烷基酪聚氧乙締酸等非離子表面活性劑的水作為水相，將油 相加入到水相中，油相在水相中的比例為1~80%，用均質器、高速剪切乳化機、管式乳化 機、黃片哨式乳化機、超聲波乳化機等設備進行乳化，制備出平均粒徑在0. 1μm~60μm的 乳液，引入紫外光照射1秒~30分鐘，過濾、烘干或直接用氣流干燥機、噴霧干燥機干燥，獲 得有機娃納米、微米級粒子。
[0024] 3.陽離子型UV固化乙締基酸基聚硅氧烷納米、微米級粒子的制備： 陽0巧]
式中R為-C肥-鏈；
[0026] 反應原理：
[0027] 在UV照射下，陽離子光引發劑發生系列分解反應，產生超強酸和自由基，運些超 強酸是引發陽離子聚合的活性種，與自由基一道引發乙締基酸基的陽離子聚合和自由基聚 合，形成鏈增長，粘度逐漸增大，直至由液體變成固體。
[0028] 具體方法；
[0029] 在聚合度η= 10~1000的上述結構乙締基酸基聚硅氧烷中，加入2~10 %的光引 發劑混合均勻作為油相，光引發劑選擇與乙締基酸基聚硅氧烷相容性好、易攬拌均勻并且 對水汽不敏感的大分子陽離子光引發劑類，例如：大分子艦鐵鹽光引發劑CD-1012、大分子 硫鐵鹽光引發劑1]乂日州的1590、大分子硫鐵鹽光引發劑63日州的1187等；將含有1~10%的 異構醇聚氧乙締酸、仲醇聚氧乙締酸、烷基酪聚氧乙締酸等非離子表面活性劑的水作為水 相，將油相加入到水相中，油相在水相中的比例為1~80%，用均質器、高速剪切乳化機、管 式乳化機、黃片哨式乳化機、超聲波乳化機等設備進行乳化、制備出平均粒徑在0.Ιμπι~ 60μm的乳液，引入紫外光照射1秒~30分鐘，過濾、烘干或直接用氣流干燥機、噴霧干燥機 干燥，獲得有機娃納米、微米級粒子。
[0030] 4.琉基聚硅氧烷與乙締基聚硅氧烷納米、微米級粒子的制備：
[0031]
[00扣]反應原理：
[0033] 琉基在UV照射及光引發劑作用下，可W迅速與乙締基發生加成反應，從而引發高 分子鏈增長、粘度增大，直至由液體變成固體。
[0034] 具體方法；
[0035] 將含有至少2個端琉基或側琉基、聚合度為η= 10~10000的聚硅氧烷與含有至 少2個端乙締基或側乙締基、聚合度為η= 10~10000的聚硅氧烷，W等琉基-乙締基摩 爾比混合并加入混合物重量2 %的光引發劑安息香雙甲酸混合均勻作為油相，將含有1~ 10%的異構醇聚氧乙締酸、仲醇聚氧乙締酸、烷基酪聚氧乙締酸等非離子表面活性劑的水 作為水相，將油相加入到水相中，油相在水相中的比例為1~80%，用均質器、高速剪切 乳化機、管式乳化機、黃片哨式乳化機、超聲波乳化機等設備進行乳化，制備出平均粒徑在 0. 1μm~60μm的乳液，引入紫外光照射1秒~30分鐘，過濾、烘干或直接用氣流干燥機、 噴霧干燥機干燥，獲得有機娃納米、微米級粒子。
[0036] 5.自由基型UV固化苯乙締基聚硅氧烷納米、微米級粒子的制備：
[0037]
式中η = 1~10 ;
[00測反應原理：
[0039] 光引發劑在UV照射下產生的自由基引發苯乙締基發生自由基聚合，高分子鏈發 生增長，粘度逐漸增大，直到由液體變成固體。
[0040] 具體方法：
[0041] 在聚合度n2 = 10~10000的上述結構苯乙締基聚硅氧烷中，加入2~10 %的光 引發劑混合均勻作為油相，光引發劑優先選擇與苯乙締基聚硅氧烷相容性好、易攬拌均勻 并且無黃變的液體類，例如：曰，α-二乙氧基苯乙酬、2-徑基-2-甲基-苯基丙酬-1、苯甲 酷甲酸醋、2，4，6-Ξ甲基苯甲酯基-乙氧基-苯基氧化麟等，并尤其選擇氣味更低、不遷移、 更耐黃變的大分子光引發劑，例如：ΚΙΡ1502-徑基-2-甲基-1-(4-甲基乙締基-苯基） 丙酬、大分子二苯甲酬光引發劑OmnipolBP、大分子硫雜蔥酬光引發劑OmnipolTX、大分子 α-徑基酬光引發劑Irgacure127、大分子苯甲酯甲酸醋光引發劑Irgacure754、大分子 酷基麟化氧光引發劑等；將含有1~10%的異構醇聚氧乙締酸、仲醇聚氧乙締酸、烷基酪聚 氧乙締酸等非離子表面活性劑的水作為水相，將油相加入到水相中，油相在水相中的比例 為1~80%，用均質器、高速剪切乳化機、管式乳化機、黃片哨式乳化機或超聲波乳化機等 設備進行乳化，制備出平均粒徑在0. 01μm~100μm的乳液，引入紫外光照射1秒~30分 鐘，過濾、烘干或直接用氣流干燥機、噴霧干燥機干燥乳液，獲得有機娃納米、微米級粒子。
[0042] 本發明方法具有至少W下有益效果：與目前通用的硅烷水解、縮合工