[发明专利]一种“有机高分子和无机纳米材料构成的核－壳结构杂化体”的制备

权利要求书

1.一种“有机高分子和无机纳米材料构成的核—壳结构杂化体”的制备方法，过程如下：

(1)粒径在5～100nm的无机纳米微粒的水分散液制备；

(2)粒径从纳米级到微米级的有机高分子和无机纳米微粒构成的核—壳结构杂化体的制

备。

2.根据权利要求1所述的水分散液是指以水为分散介质或以水及与水相溶的有机溶剂组成的分散介质，通常以水作为分散介质。

3.根据权利要求1所述的有机高分子和无机纳米材料构成的核—壳结构杂化体水分散液稳定性优，成膜后其粘附性、硬度、耐刮擦性、耐磨性、耐热性及力学性能等都得到提高。

4.根据权利要求1所述的无机纳米微粒可以是单成分的纳米微粒，也可以是两种或多种成分的纳米复合微粒。

5.根据权利要求4所述的无机纳米复合微粒为球形或类球形，其核为氧化硅、氧化硼等，常用二氧化硅，其理想粒径在5～50nm，而外层为钛、铝、锌、锡、铅、锰、铁、铜、钴等过渡金属元素和两性金属元素的氧化物或水合氧化物和氢氧化物。

6.根据权利要求4所述的无机纳米微粒在水中稳定分散的理想粒径为5～50nm。

7.根据权利要求1所述的有机高分子和无机纳米材料构成的核—壳结构杂化体的核可以是有机高分子，也可以是无机纳米材料，前者构成杨梅型结构，后者构成西瓜型结构。

8.根据权利要求1所述的有机高分子和无机纳米材料构成的核—壳结构杂化体的形状是球形或类球形的，而类球形是指多面体团块状。

9.根据权利要求1所述的有机高分子和无机纳米材料构成的核—壳结构杂化体在水中稳定分散的尺寸在10nm至微米级，一般尺寸在10～1000nm，而理想尺寸在10～500nm。

10.根据权利要求1所述的有机高分子和无机纳米材料构成的核—壳结构杂化体，其有机高分子为共轭二烯烃、乙烯基单体、不饱和羧酸及其它功能性单体的共聚物。

11.根据权利要求10所述的有机高分子共聚物中共轭二烯烃有1，3-丁二烯，2-甲基-1，3-丁二烯，2，3-二甲基-1，3-丁二烯，异戊二烯、2-氯-1，3-丁二烯，在共聚物中含量为10～100％，一般含量在20～90％；乙烯基单体包括包括脂肪族和芳香族，脂肪族乙烯基单体有乙烯、丙烯、异丁烯、乙烯基异丁基醚、乙烯基乙基醚及环状的顺丁烯二酸酐等；芳香族乙烯基单体有苯乙烯、甲基苯乙烯、对氯苯乙烯、对溴苯乙烯、邻甲基对异丙基苯乙烯、2-乙烯基吡啶、5-乙基-α-乙烯基吡啶、α-甲基-5-乙烯基吡啶等，在共聚物中含量为10～95％，一般含量在15～85％；不饱和羧酸有丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸及甲叉丁二酸等，不饱和羧酸可单独使用，也可两种或多种混合使用，不饱和羧酸在共聚物中含量为0.1～25％，一般含量在0.5～10％，最佳为1～5％；功能性单体有醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、氯乙烯、偏氯乙烯、丙烯酸乙磺酸钠、对乙烯基苯磺酸钠、α-乙烯基苯磺酸钠、乙烯基磺酸钠等。功能性单体用量可在0～100％范围内选择。

12.根据权利要求1所述的有机高分子和无机纳米材料构成的核—壳结构杂化体水分散液是由乳液聚合法制备的，该乳液机械稳定性和化学稳定性好，在pH＝2.5～11.5范围内可稳定贮存。用无皂或低皂乳液聚合可得到性能优的杂化胶乳和杂化膜。

13.根据权利要求7所述的有机高分子和无机纳米材料构成的杨梅型核—壳结构杂化体中有机高分子核的结构包括用乳液聚合法可得到的各种异相结构，而无机纳米微粒形成的壳可以是部分包覆在有机高分子核表面上，也可以是单层或多层完全包覆有机高分子核。

14.根据权利要求7所述的有机高分子和无机纳米材料构成的西瓜型核—壳结构杂化体中无机纳米微粒核可以是单分散的，也可呈葡萄串或海岛结构分散在有机高分子壳内，葡萄串或海岛结构尺寸小于100nm，一般小于80nm，最好小于50nm。