[发明专利]一种氧化锌量子点原位聚合聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种氧化锌量子点原位聚合聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料及其制备方法，所述复合材料是由聚甲基丙烯酸甲酯聚合物基体和填料组成，所述填料为表面修饰聚甲基丙烯酸的氧化锌量子点。本发明采用表面修饰聚甲基丙烯酸的氧化锌量子点通过聚合的方式固定在聚甲基丙烯酸甲酯内部，该原位聚合的方法保证了量子点的分散性，同时表面修饰聚合物的量子点又可以和树脂保持良好的界面结合，因此该复合材料性能优良，不仅具有良好的透明性，同时还具有紫外光致发光的性能。

技术领域

本发明涉及合成树脂领域，具体涉及一种氧化锌量子点原位聚合聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

氧化锌量子点具有优良的光电性能，制作成本低且工艺较为简单，由于受量子尺寸效应的影响，氧化锌量子点在特定波长的紫外光下可以激发出荧光。因此氧化锌量子点在光电子及化工领域具有极高的研究和应用价值。

现有技术中的量子点-聚合物纳米复合材料，其制备方法通常是将量子点粉末以物理共混的方法分散在基体聚合物中。以此类方法制备的材料，量子点团聚严重且在基体聚合物中分散不均，二者相容性较差，容易产生相分离，严重影响光电性能。

专利CN200810118112公开了一种含纳米氧化锌量子点颗粒的硅树脂复合材料，其是以醋酸锌为锌源制备氧化锌量子点后，收集氧化锌的聚集体粉末，再重新分散在树脂材料内部的制备方法，由于纳米尺寸的物质表面能很大，团聚的趋势非常严重，因此利用该方法显然无法将已经团聚的氧化锌完全分散开。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化锌量子点原位聚合聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种氧化锌量子点原位聚合聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料，所述复合材料是由聚甲基丙烯酸甲酯聚合物基体和填料组成，所述填料为表面修饰聚甲基丙烯酸的氧化锌量子点。

进一步方案，所述复合材料是在可见光下的透光率大于85％的无色透明固体，且在380nm紫外灯下具有光致发光功能。

所述表面修饰聚甲基丙烯酸的氧化锌量子点的平均粒径为3.4-5.8nm。

本发明的另一个发明目的是提供上述一种氧化锌量子点原位聚合聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备无色透明的氧化锌量子点凝胶溶液：

将甲基丙烯酸锌和聚合引发剂加入到乙醇溶液中，加热溶解并回流10-30min，制备浓度为0.005-0.01mol/L的甲基丙烯酸锌预聚体乙醇溶液；

将0.005-0.02mol/L的氢氧化锂乙醇溶液通过恒压滴液漏斗缓慢地加入到上述甲基丙烯酸锌预聚体乙醇溶液中，搅拌并回流1-5h后，将反应液转移至透析袋中，用无水乙醇透析24-72h，即可得到无色透明的表面修饰聚甲基丙烯酸基团的氧化锌量子点乙醇溶液；

(2)制备氧化锌量子点原位聚合聚甲基丙烯酸甲酯：

向氧化锌量子点乙醇溶液中加入甲基丙烯酸甲酯单体及聚合引发剂，混合均匀后超声，然后转移至聚合管内，冻融脱气后搅拌聚合，待聚合结束后减压至3kPa，抽出未反应的单体后，再热压成型得复合材料。

进一步方案，所述步骤(1)、(2)中的聚合引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁酸二甲酯中的一种或几种。

所述步骤(1)中的回流温度为60-80℃。

所述步骤(1)的透析袋规格为8000-14000Mn。