[发明专利]制备包含金属纳米粒子的有机硅组合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备包含金属纳米粒子的有机硅组合物(例如包含银纳米粒子的组合物)的方法。该方法能够制备未固化、无溶剂的组合物。

背景技术

学术界和工业研究人员已经开发出许多用于合成银纳米粒子的方法。通常通过在水性介质中使用各种还原剂(诸如NaBH₄、抗坏血酸、乙二醇、醛或葡萄糖)来还原AgNO₃而制备银纳米粒子。已使用各种聚合物(例如PVP和聚丙烯酸酯)和有机配体(例如油酸酯)来稳定银纳米粒子并将它们转移到有机溶剂中。然而，这些方法均未显示出能够制备与有机硅物质一起不仅具有良好相容性还具有良好灵活性的包含银纳米粒子的组合物。

莱斯大学开发出了一种用于制备包含银的有机硅物质的方法。参见美国专利申请公布No.2010/0120942A1。该方法包括如下步骤：1)将银盐(例如苯甲酸银)溶解于非极性溶剂(例如己烷)中；2)将银盐溶液与包含聚合剂的有机硅制剂(例如，该制剂能够包含乙烯基封端的PDMS、SiH交联剂和铂催化剂)混合；3)将膜浇铸在基底上；以及4)在高温下固化膜。在固化步骤期间原位形成银纳米粒子(5-20nm)。然而，该方法缺乏最终产品的灵活性并缺乏控制银纳米粒子尺寸的灵活性。加入发挥将金属盐还原和将可聚合物质聚合的双重作用(参见段落[0084])的聚合剂后，不能产生未固化的有机硅组合物。另外，在该方法中移除溶剂(如果有可能)将可能难以实现，其可能在固化期间存在额外的问题和/或限制。这些障碍可能会对多个应用造成问题，并且可能限制组合物用于多种制品的能力。

因而需要用于制备具有强的抗微生物活性和良好灵活性的包含银纳米粒子的有机硅组合物的方法。本发明正满足此需要。

发明内容

本发明涉及制备无溶剂、未固化的包含金属纳米粒子的有机硅组合物的方法。该方法涉及：(a)使溶解在有机溶剂中的可溶性金属盐与还原物质反应以形成混合物；(b)将有机聚硅氧烷组合物添加到该混合物中；以及(c)移除有机溶剂，以形成无溶剂、未固化的包含金属纳米粒子的有机硅组合物。

本发明还涉及制备无溶剂、未固化的包含金属纳米粒子的有机硅组合物的方法。本方法涉及：(a)将溶解在有机溶剂中的可溶性金属盐添加到有机聚硅氧烷组合物以形成混合物；(b)将还原物质添加到混合物中；以及(c)移除有机溶剂，以形成无溶剂、未固化的包含金属纳米粒子的有机硅组合物。

具体实施方式

能够通过本发明的方法实现在有机硅组合中形成纳米粒子以及以功能性和灵活性均提高的方式定制纳米粒子的能力。纳米粒子技术涉及在有机溶剂中采用包含SiH的组合物(或其他还原剂)还原金属盐(诸如羧酸银)。然后可将有机硅物质(例如聚二甲基硅氧烷(PDMS))添加到金属纳米粒子溶液中。移除溶剂后，金属纳米粒子在有机硅物质中形成稳定分散体。有利的是，这使得金属能够赋予有机硅物质功能性。例如，银纳米粒子能够赋予抗微生物功能性。有机硅组合物的无溶剂、未固化方面使得组合物能够灵活地用于多种制品。

因而，本发明的一个方面涉及制备无溶剂、未固化的包含金属纳米粒子的有机硅组合物的方法。该方法涉及：(a)使溶解在有机溶剂中的可溶性金属盐与还原物质反应以形成混合物；(b)将有机聚硅氧烷组合物添加到该混合物中；以及(c)移除有机溶剂，以形成无溶剂、未固化的包含金属纳米粒子的有机硅组合物。

本发明还涉及制备无溶剂、未固化的包含金属纳米粒子的有机硅组合物的另一种方法。本方法涉及：(a)将溶解在有机溶剂中的可溶性金属盐添加到有机聚硅氧烷组合物以形成混合物；(b)将还原物质添加到混合物中；以及(c)移除有机溶剂，以形成无溶剂、未固化的包含金属纳米粒子的有机硅组合物。