[发明专利]一种具有放射纤维状介孔壳层/中空核层结构的复合微球及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有放射纤维状介孔壳层/中空核层结构的复合微球及其制备方法，该复合微球具有空腔、核层和介孔壳层，介孔壳层具有放射纤维状介孔孔道。该复合微球球度和表面规整度高，粒径分布均匀，单分散性好，强度高。该复合微球制备方法简单易行，易于工业化，一步法即可完成放射纤维状介孔壳层的制备和有机模板的去除。该复合微球具有光散射效率高、比表面积大、密度低、孔隙率高等特点，可广泛用于光扩散材料中，用作高雾度光扩散剂，也可用作涂料的填料、化妆品、催化剂、水处理领域。

技术领域

本发明属于有机高分子化合物领域，具体涉及一种具有放射纤维状介孔壳层/中空核层结构的复合微球及其制备方法。

技术背景

介孔硅材料具有较大的比表面积、均一的且在纳米尺寸上连续可调的孔径，表面基团可官能化等一系列优点受到了广泛关注。粒径在纳米级至微米级的中空微球具有比表面积大、密度小、稳定性好和具有表面渗透能力等优点。中空结构的介孔硅材料集介孔结构及中空结构特点于一体，有效利用二者的优点并能衍生出新的协同特性，具有广泛的科学研究和应用前景。

目前，如中国发明专利CN2012104725129，其述及一种中空二氧化硅核/介孔二氧化硅壳结构单分散球的制备方法，其中所述的中空介孔硅材料主要成分为二氧化硅，具体以聚苯乙烯微球为模板，分两步加入无机硅源并通过煅烧去除聚苯乙烯模板得到双层壳层均为二氧化硅的单分散球。然而单纯二氧化硅成分的中空微球易团聚，在基材中不易分散，同时此专利制备的单分散球在透光率、雾度及扩散性等方面均不甚理想。

另外，目前中空微球的制备一般都是先制备核壳复合微球，再通过溶剂溶解或者高温处理除去核粒子。这些方法步骤繁琐、合成条件苛刻、煅烧除去有机模板（如PS球等）会产生大量的有害气体且得到的中空微球团聚现象严重，这极大地限制了具有介孔壳层的中空微球的应用。

因此，鉴于上述中空微球存在的缺点和制备工艺的缺陷，本领域的技术人员亟待寻求一种解决上述问题的方式方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中存在的不足，提供了一种具有放射纤维状介孔壳层/中空核层结构的复合微球，其具有良好的球形，粒径分布窄，性能多样且性能可调节等优点。当所述复合微球与基材混溶时，将它们的性能损耗保持到最低水平。

本发明同时还提供了一种用于制备上述具有放射纤维状介孔壳层/中空核层结构的复合微球的方法。

本发明的发明人为了解决上述问题进行了深入细致的研究，并且发现兼具放射纤维状介孔壳层和中空结构的复合有机硅微球解决了上述问题，因而本发明人完成本发明。

在本发明的第一方面中，本发明提供了一种具有放射纤维状介孔壳层/中空核层结构的复合微球，所述复合微球各自包含空腔、中空核层和放射纤维状介孔壳层。复合微球具有在65nm至10μm范围内的平均粒径。

复合微球的空腔的直径优选为40nm~10μm，中空核层的厚度优选为5nm~2μm，放射纤维状介孔壳层的厚度优选为20nm~200nm。