[发明专利]纳米模具和纳米薄膜及使用水溶性前体制备纳米模具和纳米薄膜的方法

权利要求书

1．制备组合物的方法，该组合物是用来制备纳米模具和纳米薄膜，包括在导致物质(进一步)水解的条件下，让选自硅和周期表中的主族及过渡族金属元素化合物的水溶胶和/或醇溶胶，与具有可水解的烷氧基、至少包括一种有机改性烷氧基硅烷或由它而得到的预缩合物的物质接触，然后将所产生的醇或原来就存在的任何醇除去，其特征在于，是按这样的数量脱醇，使组合物中剩余的醇含量不超过20％(重量)。

2．权利要求1的方法，其中除了初始就已经存在的任何醇的总量之外，脱醇的数量相当于初始存在的烷氧基全部水解的理论产醇量的至少30％(重量)，特别是至少50％(重量)。

3．权利要求1和2之一的方法，其中脱醇之后，向组合物中加水以控制适宜的粘度。

4．权利要求1-3之一的方法，其中使用了水溶胶。

5．权利要求1-4之一的方法，其中构成该溶胶的化合物由至少一种元素衍生而来，该元素选自硅和周期表中的第三、第四主族以及第三至第五过渡族金属，优选由Si、Al、Sn、Ti或Zr衍生而来的化合物。

6．权利要求1-5之一的方法，其中构成该溶胶的化合物包含至少一种氧化物(水合物)、硫化物、硒化物或磷酸盐，优选氧化物(水合物)。

7．权利要求1-6之一的方法，其中该溶胶是SiO₂、Al₂O₃、AlOOH、TiO₂和/或ZrO₂溶胶。

8．权利要求1-7之一的方法，其中该有机改性烷氧基硅烷包含至少一种通式(Ⅰ)的化合物：

R′_4-xSi(OR)_x    (Ⅰ)这里基团R是具有1-8个碳原子的未取代的或取代的烃基，基团R′互相之间是相同的或不同的，并且每个R′是具有1-20个碳原子的未取代的或取代的烃基；x为1,2或3。

9．权利要求8的方法，其中的基团R是C_1-4的烷基，优选甲基和乙基；x是2或3，优选3；基团R′，或至少一个R′基团，具有可进行加聚或缩聚反应的基团。

10．权利要求9的方法，其中该可进行加聚或缩聚反应的基团是环氧基或优选活化了的碳-碳多重键，特别优选(甲基)丙烯酸基团。

11．权利要求8-10之一的方法，其中的基团R′，或至少一个R′基团，是ω-缩水甘油氧基-C_2-6烷基或ω-(甲基)丙烯酰氧基-C_2-6烷基。

12．权利要求9-11之一的方法，其中的组合物中加有加聚或缩聚反应的催化剂。

13．权利要求1-12之一的方法，其中导致具有可水解基团的物质(进一步)水解的条件包含：(a)每个可水解的烷氧基至少存在0.5mol的H₂O，和(b)优选存在水解反应的酸性催化剂。

14．权利要求1-13之一的方法，其中该溶胶按这样的数量加入，使得最终模具或最终薄膜中的溶胶固含量分别占模具或薄膜重量的1-50％，并优选5-30％。

15．由权利要求1-14之一的方法获得的制备纳米模具和薄膜的组合物。

16．制备纳米模具和带有纳米薄膜的基材的方法，其中将根据权利要求1-14之一的方法制备的组合物

(a)引入模具；或

(b)施用于基材；和随后进行热固化及另外的光化学固化(如果需要)。

17．权利要求16的方法，其中该基材为玻璃、塑料或金属。

18．由权利要求16和17之一的方法获得的纳米模具和带有纳米薄膜的基材。

19．权利要求18的纳米模具和带有纳米薄膜的基材，用于光学用途。