一种改性纳米颗粒的制备方法

摘要

本发明涉及纳米颗粒的表面改性方法，先以引发剂连续再生催化剂原子转移自由基聚合（ICAR ATRP）法合成的聚丙烯酸环氧丙酯嵌段共聚物与硅烷偶联剂中的活性氨基发生化学反应，然后通过硅烷偶联剂中硅氧烷基团，与纳米颗粒表面的活性羟基发生反应，从而将聚丙烯酸环氧丙酯嵌段共聚物接枝在纳米颗粒表面，使得改性后的纳米颗粒兼具纳米颗粒和高分子化合物两者的优点，从而使得纳米颗粒在有机介质中的分散性大大提高；与简单的只由硅烷偶联剂改性纳米颗粒的方法相比较，使得该方法表面改性的纳米颗粒在有机溶剂中的分散性、稳定性得到较大的改善。

主权项

一种纳米颗粒的表面改性方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：聚丙烯酸环氧丙酯嵌段共聚物的制备：(1)将单体1、引发剂、催化剂1、还原剂1、配体1及溶剂1加入反应容器内，在氮气或氩气的环境下，在50℃～90℃反应3～12h，除去催化剂1和溶剂1并烘干后得到均聚物；所述单体1与引发剂的摩尔比为14～100:1；所述催化剂1与单体1的摩尔比为0.01～0.05:100；所述还原剂1与催化剂1的摩尔比为3～20:1；所述配体1与催化剂1的摩尔比为5～20:1；所述溶剂1与单体1的摩尔比为0.3～1:1；所述单体1为甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯；所述引发剂为有机卤代化合物；所述催化剂1为高价金属卤化物；所述还原剂1为自由基聚合引发剂；所述配体1为四甲基乙二胺、五甲基二亚乙基三胺、六甲基三乙四胺、双(二甲基氨基乙基)醚或联二吡啶；所述溶剂1为乙酸乙酯、甲苯、苯甲醚、四氢呋喃、丁酮；(2)将单体2、(1)获得的均聚物、催化剂2、还原剂2、配体2及溶剂2加入反应容器内，将反应体系抽真空后充入氮气或氩气，在50℃～80℃反应5～12h；除去催化剂和溶剂并烘干后得到聚丙烯酸环氧丙酯嵌段共聚物；所述单体2与均聚物的摩尔比为1～56:1；所述催化剂2与单体2的摩尔比为0.01～0.05:100；所述还原剂2与催化剂2的摩尔比为3～20:1；所述配体2与催化剂2的摩尔比为5～20:1；所述溶剂2与单体2的摩尔比为0.3～2:1；所述单体2为含有环氧基团的甲基丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸缩水甘油酯；所述催化剂2为高价金属卤化物；所述还原剂2为自由基聚合引发剂；所述配体2为四甲基乙二胺、五甲基二亚乙基三胺、六甲基三乙四胺、双(二甲基氨基乙基)醚或联二吡啶；所述溶剂2为乙酸乙酯、甲苯、苯甲醚、四氢呋喃、丁酮；步骤二：纳米颗粒的表面改性：(1)将硅烷偶联剂加入到聚丙烯酸环氧丙酯嵌段共聚物的溶剂3溶液中，在30～60℃下反应2～5h；(2)将纳米颗粒加入到(1)步骤制备的溶液中，调节体系pH＝4～6，在60～100℃下反应5～12h，离心，上层清液去除溶剂，下层固体用溶剂3洗涤3次以除去未接枝上的聚合物，烘干得到表面改性的纳米颗粒；所述聚丙烯酸环氧丙酯嵌段共聚物中的环氧基团与硅烷偶联剂中氨基基团摩尔比为2～20:1；所述溶剂3与纳米颗粒的质量比为10～40:1；所述硅烷偶联剂与纳米颗粒的质量比为0.03～0.6:1；所述溶剂3为乙酸乙酯、二氯乙烷、四氢呋喃或丙酮；所述纳米颗粒为二氧化钛、氧化锌、二氧化硅、氧化铟锡、氧化锡锑或掺铝氧化锌；所述高价金属卤化物为：CuBr₂、CuCl₂、FeCl₃或FeBr₃。