一种功能性铝溶胶单体的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于高分子合成中功能单体的制备方法，具体涉及一种铝溶胶功能单体的制备方法。
【背景技术】
[0002]氧化铝溶胶在催化剂领域、陶瓷领域、膜领域、航天材料、皮革领域、涂料和油墨领域、纺织等领域有着广泛的应用。利用铝溶胶的粘接性、成膜性和耐磨性，可将其用作玻璃纤维、石棉、陶瓷纤维等无机纤维的粘接剂，并形成任意形状。用铝溶胶和硅酸胶纤维等可制成陶瓷纸、用铝溶胶与耐火材料粉末或无机纤维混合，可做成任意粘稠度的耐热被覆材料、灌铸型耐火材料和喷涂材料。添加到陶瓷器具制造中既不会降低原料的耐火新能，又能增加生坯强度，可制成各种陶瓷制品。添加到纺织纤维中，可增加光滑感，提高耐冲击性能，提高耐磨性。用于造纸工业中可提高纸的平滑度、白度和耐湿度，也可作为加工纸表面处理粘接剂。氧化铝溶胶可做阳离子乳化剂。可用于制备催化剂载体或分子筛。也可用于透明涂层、荧光灯涂层、灯胶涂层。因此制备性能合适的氧化铝溶胶具有重要意义。
[0003]传统制备铝溶胶主要利用有机和无机铝盐在无机酸和有机酸作用下通过水解和胶解得到。常用无机和有机酸是盐酸、硝酸、柠檬酸和乙酸等。对于某些领域来说，上述各种酸在溶胶体系中存在的负离子会对体系的下一步应用造成不利影响。因此制备不含多余负离子的铝溶胶成为不同领域的需要。目前在高分子合成领域，所使用的铝溶胶主要是通过无机铝离子带有的羟基以氢键参与反应，因此存在乳液不稳定的可能。并且铝溶胶不可能大量加入到高分子组成中。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就在于提供一种具有可聚合的功能性铝溶胶单体，使铝溶胶不仅以羟基形式参与反应，也可以以双键形式参与反应。该铝溶胶单体的体系不含其它杂质离子，可以大量加入到乳液合成中，可以解决目前铝溶胶参与的高分子合成中存在的相分离问题。
[0005]本发明的技术方案是:
[0006]将醇铝和溶剂混合后放于烧瓶中，在电动搅拌下升温至30_95°C，氮气保护下将去离子水和不饱和酸的混合液通过滴液漏斗加入烧瓶中，水解和熟化一定时间，蒸出溶剂后可以得到粒径可控的功能性铝溶胶单体。其中:所加入烧瓶中的去离子水和不饱和酸的混合液中，不饱和酸和去离子水的摩尔比是0.1-10: 100 ;加入到烧瓶中后，醇铝和去离子水最终的摩尔比是1: 25-300。
[0007]作为优选，所述醇铝是C2-C6醇铝。
[0008]作为优选，所述溶剂是乙酰乙酸乙酯、芳烃或者醇。
[0009]作为优选，所述芳烃是甲苯、二甲苯、三甲苯或者溶剂油。
[0010]作为优选，所述醇为C2醇-C6醇。
[0011]作为优选，所述醇铝和溶剂的摩尔比是1: 5-100。
[0012]作为优选，所述水解温度为30_95°C。
[0013]作为优选，所述不饱和酸是丙烯酸或甲基丙烯酸。
[0014]作为优选，所述水解时间为0.5_4h。
[0015]作为优选，所述熟化时间为l_24h。
[0016]作为优选，所述粒径大小可以控制在10-500nm，粒径大小是通过醇铝和溶剂的比例、水与酸的比例及醇铝种类来控制。
[0017]本发明与现有技术相比，所发明的铝溶胶是一种活性功能单体，不含有多余负离子杂质，溶胶粒径大可控，溶胶制备时间明显缩短，溶胶稳定性好，可以在高分子合成领域得到广泛应用。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
[0019]异丙醇铝:异丙醇为1: 20，丙烯酸:去离子水为1: 200。将所述的醇铝和醇于烧瓶中混合后在电动搅拌下升温至40°C，然后将所述的去离子水和丙烯酸的混合液通过滴液漏斗加入烧瓶中，水解2h后，然后再熟化2h，蒸出异丙醇得到透明铝溶胶。所制得的铝溶胶粒径10nm。
[0020]实施例2
[0021]异丙醇铝:异丙醇为1: 20，丙烯酸:去离子水为1: 100，将所述的醇铝和醇混合后于烧瓶中在电动搅拌下升温至80°C，然后将所述的去离子水和丙烯酸的混合液通过滴液漏斗加入烧瓶中，水解0.5h后，然后再熟化lh，蒸出异丙醇得到透明铝溶胶。所制得的铝溶胶粒径20nm。
[0022]实施例3
[0023]乙醇铝:乙醇为1: 20，丙烯酸:去离子水为1: 20，将所述的醇铝和醇混合后于烧瓶中在电动搅拌下升温至80°C，然后将所述的去离子水和丙烯酸的混合液通过滴液漏斗加入烧瓶中，水解0.5h后，然后再熟化lh，蒸出乙醇得到透明铝溶胶。所制得的铝溶胶粒径 40nm。
[0024]实施例4
[0025]仲丁醇铝:仲丁醇为1: 20，丙烯酸:去离子水为1: 100，将所述的醇铝和醇混合后于烧瓶中在电动搅拌下升温至85°C，然后将所述的去离子水和丙烯酸的混合液通过滴液漏斗加入烧瓶中，水解0.5h后，然后再熟化lh，蒸出仲丁醇得到透明铝溶胶。所制得的铝溶胶粒径80nm。
[0026]实施例5
[0027]正己醇铝:己醇为1: 20，不饱和酸:去离子水为1: 50，将所述的醇铝和醇混合后于烧瓶中在电动搅拌下升温至60°C，然后将所述的去离子水和丙烯酸的混合液通过滴液漏斗加入烧瓶中，水解1.5h后，然后再熟化3h，蒸出正己醇得到半透明铝溶胶。所制得的铝溶胶粒径300nm。
【主权项】
1.一种功能性铝溶胶单体的制备方法，其步骤是:将醇铝和溶剂混合后放于烧瓶中，在电动搅拌下升温至30-95°C，氮气保护下将去离子水和不饱和酸的混合液通过滴液漏斗加入烧瓶中，水解和熟化一定时间，蒸出溶剂后可以得到粒径可控的功能性铝溶胶单体。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所加入烧瓶中的去离子水和不饱和酸的混合液中，不饱和酸和去离子水的摩尔比是0.1-10: 100 ;加入到烧瓶中后，醇铝和去离子水最终的摩尔比是1: 25-300。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述醇铝和溶剂的摩尔比是I: 5-100。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述水解温度为30-95?，水解时间为0.5_4h ;所述熟化时间为l-24h。
5.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于:所述醇铝是C2-C6醇铝。
6.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于:所述溶剂是乙酰乙酸乙酯、芳烃或者醇。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于:所述芳烃是甲苯、二甲苯、三甲苯或者溶剂油；所述醇为C2醇-C6醇。
8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于:所述不饱和酸是丙烯酸或甲基丙烯酸。
9.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于:所述铝溶胶单体粒径大小在10_500nm。
【专利摘要】本发明公开了一种功能性铝溶胶单体的制备方法。将醇铝和溶剂混合后放于烧瓶中，在电动搅拌下升温至30-95℃，氮气保护下将去离子水和不饱和酸的混合液通过滴液漏斗加入到烧瓶中，水解和熟化一定时间后蒸出溶剂可得到粒径可控的功能单体铝溶胶。采用本发明技术制备的铝溶胶，溶液中不含杂质负离子，粒径在10-500nm之间，铝溶胶中含有可聚合双键，可作为功能单体用于高分子合成中，很好地解决了非反应型铝溶胶和树脂及乳液的分相问题。
【IPC分类】B01J13-00, C01F7-02
【公开号】CN104628021
【申请号】CN201510059703
【发明人】辛秀兰, 禹晓燕, 徐宝财, 于洋
【申请人】北京工商大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月5日