Uv固化有机硅纳米/微米粒子、及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及有机娃粒子制造技术领域，具体设及一种UV固化有机娃制备的纳米/ 微米粒子及其制备方法，W及采用运种方法制备的有机娃粒子作为光扩散粒子、材料增初 剂等的应用。
【背景技术】
[0002] 目前有机娃微米或纳米粒子的制备主要是通过将有机硅烷水解完全后加碱进行 缩合，进而生成纳米或微米级正球型粒子，再经过滤、烘干完成制备。球形粒子的粒径及其 分布只能通过硅烷与水的比例W及碱的加入比例进行间接调整，波动很大，尤其批次生产 量较大的时候，不利于稳定控制。而且，生产过程中会产生大量含有低浓度甲醇的废水，通 常情况下生产1吨成品会产生15-20吨废水，运些废水如果直接排放，污染指数超标、毒害 环境，如果进行蒸馈处理，又很不经济。同时上述制备方法生产周期冗长，通常1个生产周 期需要8-10小时，不利于提高生产效率。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种UV固化有机娃制备纳 米/微米粒子的方法，本制备方法中过滤出粒子的水可W循环利用，生产过程中不会产生 废水，对环境环保友好，而且粒子粒径及分布采用直接法控制，准确、重复性优异，产品质量 易于稳定控制。
[0004] 为实现上述技术目的，本发明采用W下的技术方案：
[00化]UV固化有机娃制备纳米/微米粒子的方法，包括如下步骤：将具有UV固化特征的 可UV固化有机娃与合适的光引发剂混合均匀作为油相，将含有隔离剂的水混合均匀作为 水相，将油相加入到水相中进行乳化剪切，乳液至期望的粒径和分布（目标粒径）后，引入 UV(紫外光）对乳液进行照射固化，再经过滤、烘干或直接气流、喷雾干燥制得有机娃纳米/ 微米粒子；其中，
[0006] 所述光引发剂的重量含量为所述可UV固化有机娃的2~10% ;
[0007] 所述隔离剂的重量含量为所述水的1~10% ;所述隔离剂可W采用无机粉体隔离 剂或非离子表面活性剂；
[0008] 所述油相的重量含量为所述水相的1~80%。
[0009] 作为优选，所述可UV固化有机娃为丙締酸醋基聚硅氧烷、环氧基聚硅氧烷、乙締 基酸基聚硅氧烷或苯乙締基聚硅氧烷中的任意一种，或乙締基聚硅氧烷和琉基聚硅氧烷的 混合物。
[0010] 作为优选，所述光引发剂为与所述可UV固化有机娃能够良好相容、易揽拌均匀的 光引发剂。
[0011] 下面分别W丙締酸醋基聚硅氧烷、环氧基聚硅氧烷、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、苯乙締基聚硅氧烷为所述可UV固化有机娃，介绍本发 明有机娃纳米或微米级粒子的制备方法。
[0012] 1.自由基型UV固化丙締酸醋基聚硅氧烷纳米、微米级粒子的制备： 阳〇1引
式中R'为-C肥-链；
[0014]反应原理：
[001引光引发剂在UV照射下产生的自由基引发丙締酸醋基发生自由基聚合，高分子链 发生增长，粘度逐渐增大，直到由液体变成固体。
[0016] 具体方法；
[0017] 在聚合度η= 10~1000的上述结构丙締酸醋基聚硅氧烷中，加入2~10 %的光 引发剂混合均匀作为油相，光引发剂优先选择与丙締酸醋基聚硅氧烷相容性好、易揽拌均 匀并且无黄变的液体类，例如：α，α-二乙氧基苯乙酬、2-径基-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，并尤其选择气味更低、不 迁移、更耐黄变的大分子光引发剂，例如：ΚΙΡ1502-径基-2-甲基-1-(4-甲基乙締基-苯 基）丙酬、大分子二苯甲酬光引发剂OmnipolBP、大分子硫杂蔥酬光引发剂OmnipolTX、大 分子α-径基酬光引发剂Irgacure127、大分子苯甲酯甲酸醋光引发剂Irgacure754、大 分子酷基麟化氧光引发剂等；将含有1~10%的异构醇聚氧乙締酸、仲醇聚氧乙締酸、烷基 酪聚氧乙締酸等非离子表面活性剂的水作为水相，将油相加入到水相中，油相在水相中的 比例为1~80%，用均质器、高速剪切乳化机、管式乳化机、黃片哨式乳化机或超声波乳化 机等设备进行乳化，制备出平均粒径在0. 01μπι~100μπι的乳液，引入紫外光照射1秒~ 30分钟，过滤、烘干或直接用气流干燥机、喷雾干燥机干燥乳液，获得有机娃纳米、微米级粒 子。
[001引 2.阳离子型UV固化环氧基聚硅氧烷纳米、微米级粒子的制备：
[0019]
[0020] 反应原理：
[0021] 在UV照射下，阳离子光引发剂发生系列分解反应，产生超强质子酸或路易斯酸， 运些超强质子酸和路易斯酸可W引发环氧基团的开环聚合，形成链增长，粘度逐渐增大，直 至由液体变成固体。
[0022] 具体方法；
[0023] 在聚合度η= 10~1000的上述结构环氧基聚硅氧烷中，加入2~10%的光引发 剂混合均匀作为油相，光引发剂选择与环氧基聚硅氧烷相容性好、易揽拌均匀并且对水汽 不敏感的大分子阳离子光引发剂类，例如：大分子舰鐵盐光引发剂CD-1012、大分子硫鐵盐 光引发剂1>日州的1590、大分子硫鐵盐光引发剂63日州的1187等；将含有1~10%的异构醇 聚氧乙締酸、仲醇聚氧乙締酸、烷基酪聚氧乙締酸等非离子表面活性剂的水作为水相，将油 相加入到水相中，油相在水相中的比例为1~80%，用均质器、高速剪切乳化机、管式乳化 机、黃片哨式乳化机、超声波乳化机等设备进行乳化，制备出平均粒径在0. 1μm~60μm的 乳液，引入紫外光照射1秒~30分钟，过滤、烘干或直接用气流干燥机、喷雾干燥机干燥，获 得有机娃纳米、微米级粒子。
[0024] 3.阳离子型UV固化乙締基酸基聚硅氧烷纳米、微米级粒子的制备： 阳0巧]
式中R为-C肥-链；
[0026] 反应原理：
[0027] 在UV照射下，阳离子光引发剂发生系列分解反应，产生超强酸和自由基，运些超 强酸是引发阳离子聚合的活性种，与自由基一道引发乙締基酸基的阳离子聚合和自由基聚 合，形成链增长，粘度逐渐增大，直至由液体变成固体。
[0028] 具体方法；
[0029] 在聚合度η= 10~1000的上述结构乙締基酸基聚硅氧烷中，加入2~10 %的光引 发剂混合均匀作为油相，光引发剂选择与乙締基酸基聚硅氧烷相容性好、易揽拌均匀并且 对水汽不敏感的大分子阳离子光引发剂类，例如：大分子舰鐵盐光引发剂CD-1012、大分子 硫鐵盐光引发剂1]乂日州的1590、大分子硫鐵盐光引发剂63日州的1187等；将含有1~10%的 异构醇聚氧乙締酸、仲醇聚氧乙締酸、烷基酪聚氧乙締酸等非离子表面活性剂的水作为水 相，将油相加入到水相中，油相在水相中的比例为1~80%，用均质器、高速剪切乳化机、管 式乳化机、黃片哨式乳化机、超声波乳化机等设备进行乳化、制备出平均粒径在0.Ιμπι~ 60μm的乳液，引入紫外光照射1秒~30分钟，过滤、烘干或直接用气流干燥机、喷雾干燥机 干燥，获得有机娃纳米、微米级粒子。
[0030] 4.琉基聚硅氧烷与乙締基聚硅氧烷纳米、微米级粒子的制备：
[0031]
[00扣]反应原理：
[0033] 琉基在UV照射及光引发剂作用下，可W迅速与乙締基发生加成反应，从而引发高 分子链增长、粘度增大，直至由液体变成固体。
[0034] 具体方法；
[0035] 将含有至少2个端琉基或侧琉基、聚合度为η= 10~10000的聚硅氧烷与含有至 少2个端乙締基或侧乙締基、聚合度为η= 10~10000的聚硅氧烷，W等琉基-乙締基摩 尔比混合并加入混合物重量2 %的光引发剂安息香双甲酸混合均匀作为油相，将含有1~ 10%的异构醇聚氧乙締酸、仲醇聚氧乙締酸、烷基酪聚氧乙締酸等非离子表面活性剂的水 作为水相，将油相加入到水相中，油相在水相中的比例为1~80%，用均质器、高速剪切 乳化机、管式乳化机、黃片哨式乳化机、超声波乳化机等设备进行乳化，制备出平均粒径在 0. 1μm~60μm的乳液，引入紫外光照射1秒~30分钟，过滤、烘干或直接用气流干燥机、 喷雾干燥机干燥，获得有机娃纳米、微米级粒子。
[0036] 5.自由基型UV固化苯乙締基聚硅氧烷纳米、微米级粒子的制备：
[0037]
式中η = 1~10 ;
[00測反应原理：
[0039] 光引发剂在UV照射下产生的自由基引发苯乙締基发生自由基聚合，高分子链发 生增长，粘度逐渐增大，直到由液体变成固体。
[0040] 具体方法：
[0041] 在聚合度n2 = 10~10000的上述结构苯乙締基聚硅氧烷中，加入2~10 %的光 引发剂混合均匀作为油相，光引发剂优先选择与苯乙締基聚硅氧烷相容性好、易揽拌均匀 并且无黄变的液体类，例如：曰，α-二乙氧基苯乙酬、2-径基-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，并尤其选择气味更低、不迁移、 更耐黄变的大分子光引发剂，例如：ΚΙΡ1502-径基-2-甲基-1-(4-甲基乙締基-苯基） 丙酬、大分子二苯甲酬光引发剂OmnipolBP、大分子硫杂蔥酬光引发剂OmnipolTX、大分子 α-径基酬光引发剂Irgacure127、大分子苯甲酯甲酸醋光引发剂Irgacure754、大分子 酷基麟化氧光引发剂等；将含有1~10%的异构醇聚氧乙締酸、仲醇聚氧乙締酸、烷基酪聚 氧乙締酸等非离子表面活性剂的水作为水相，将油相加入到水相中，油相在水相中的比例 为1~80%，用均质器、高速剪切乳化机、管式乳化机、黃片哨式乳化机或超声波乳化机等 设备进行乳化，制备出平均粒径在0. 01μm~100μm的乳液，引入紫外光照射1秒~30分 钟，过滤、烘干或直接用气流干燥机、喷雾干燥机干燥乳液，获得有机娃纳米、微米级粒子。
[0042] 本发明方法具有至少W下有益效果：与目前通用的硅烷水解、缩合工