[发明专利]一种用于原位制备有机／无机纳米复合材料的方法

权利要求书

1.一种用于原位制备有机／无机纳米复合材料的方法，其特征在于：该方法按以下次序的两个步骤进行：

    (a)原位合成硫属纳米单元：在25℃～50℃和添加量为0.1～1%超分散稳定剂存在下，在高分子聚合物单体存在的纯介质或非水有机介质中原位生成具有高度分散、长效稳定特征的硫化物或／和硒化物纳米单元，以获得有高分子聚合物单体存在的液相非水介质为分散介质的液相纳米分散系；

    (b)获得纳米复合材料：将步骤(a)获得的液相纳米分散系直接或经小于80℃的减压除溶剂处理后，在温度小于100℃下引发介质中的高分子聚合物单体通过自由基聚合、阳离子聚合生成高分子聚合物来制备高分子聚合物／硫属化合物纳米复合材料；

    高分子聚合物／硫属化合物纳米复合材料中的硫属化合物纳米单元具有以下界定特征：

    (a)具有通式为(I)MxSy的纳米硫化物，式中x=l，2、y=l，2，3，M=Pb、Cu、Fe、Sn、Sb、As、Zn、Cd、Ag、Hg. Bi、In. Ni、Pt. Pd. Au;

  (b)具有通式为(II) M'xSey的纳米硒化物，式中x=l，2、y-l，2，3，M'= Pb、Cu、Sn、Cd、Ag，Bi、In、Tl、Ni;

    （1）．硫属化合物单元原位合成的具体过程为：

    (a)在加有0.1～1．O%超分散稳定剂的高分子聚合单体液相介质中，加入2—5%的含羧基或酸根的共聚单体和计算量的MxOy，或／和M'xOy，或，和Mx(C03)y，或／和M'x(C03)y，在25℃~50℃下搅拌反应生成相应可溶性有机盐的同时，缓慢通入H2S气体或H2Se气体进行硫化反应或硒化反应；

    或(b)在加有0.1～1．O%超分散稳定剂的高分子单体液相介质中，直接加入含M或M’的可溶性盐或可溶性金属络合物或螯合物，然后再通入H2S气体或H2Se气体缓慢进行硫化反应或硒化反应；

    上述式中x=l，2、y=l，2，3，M=Pb、Cu、Fe、Sn、Sb、As、Zn、Cd、Ag、Hg、Bi、In、Ni、Pt、Pd、Au;M’=Pb、Cu、Sn、Cd、Ag、Bi、hl、Tl、Ni；

    （2）、所述的超分散稳定剂通式为：(P）-(F)i，其中(P)是分子量为1000～20000的亲油性聚合物链；  (F)i为含氨基基团、羧基基团、异氰酸酯基团、氨基和羧基基团、羧基和羟基基团．以及以上基团形成的络合物或螯合物或羧酸盐，把含此类(F)i的超分散稳定剂称为后反应型超分散稳定剂。

2.如权利要求1所述的一种用于原位制备有机／无机纳米复合材料的方法，当加入的超分散稳定剂为后反应型超分散稳定剂，即超分散稳定剂的锚固基团中本身含有金属离子或金属络合物或螯合物时，超分散稳定剂的量可增大到1～10%或更多，这时可溶性有机金属盐可少加或不加，并可通过后反应型超分散稳定剂与过量的H2S气体或H2Se气体直接反应来制备如权利要求1所述的纳米无机相，

    （1）、高分子聚合物单体为a-烯烃及其衍生物，a-烯烃及其衍生物是指线性的，或带支链的，或具有环状结构的乙烯类单体及其衍生物，特别是丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物类，包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、氯乙烯、苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基醚、烯基吡啶、丙烯腈、马来酸酐、苯二甲酸二烯丙酯单体，这类单体能在引发剂或催化剂作用下，通过常规的自由基溶液聚合、自由基本体聚合或阳离子聚合生成高分子聚合物，

    （2）、所获得的硫属纳米单元的形貌及分散特征为：

    (a)纳米单元若不把粒子外锚固的超分散稳定剂计算在内的粒子核心粒径为1—50 nm，若把粒子外锚固的超分散稳定剂计算在内的粒径为10～70 nm:

    (b)纳米粒子的粒径分布一般不超过其粒径的10%，具有理想的粒径分布；

    (c)纳米单元既包括单一粒子组成的纳米单元，两种粒子组成的二元纳米单元，也包括由多种粒子组成的多元纳米单元；

    (d)纳米粒子呈单粒子分散，纳米粒子之间不发生团聚，粒子在普通重力场中，在高分子单体或聚合物生成前体液相纯介质中稳定分散存在的时间不少于48个月。