无溶剂无机纳米粒子流体及其制备方法

摘要

一类无溶剂无机纳米粒子流体及其制备方法。该无机纳米粒子流体为无机纳米粒子表面接枝长链的有机硅季铵盐。无机纳米粒子包括纳米二氧化硅、纳米氧化铁、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛和纳米碳黑。通过有机硅季铵盐的长链结构和有机离子盐的静电排斥作用使无机纳米粒子在无溶剂状态下而具有流动性。这种无溶剂纳米粒子流体，是单相的、无溶剂的胶态物质。这种物质不仅与常规的固态无机纳米粒子一样应用于纳米复合材料，实现对高分子材料的增韧、增强，同时象加入溶剂的无机纳米粒子一样，实现纳米材料的自组装：这种无机纳米粒子流体在高温润滑、电磁流变液、燃料电池用质子交换膜、高分子材料的增塑和新反应介质等领域展现更加重大的应用前景。

主权项

1、一类无溶剂无机纳米粒子流体，其特征在于，该类无溶剂无机纳米粒子流体为无机纳米粒子表面接枝长链的有机硅季铵盐，采用如下方法步骤制得，步骤1、按质量份数，将100份无机纳米粒子和20～100份质量百分含量为30％～60％的有机硅季铵盐甲醇溶液，其分子式为(CH3O)3Si(CH2)nN+(CH3)(C10H21)2Cl-(n＝1～20)，加入反应器中，超声分散10～50分钟，在0℃～200℃下反应12～60小时，反应完后，将生成物用去离子水和甲醇反复洗涤，然后干燥24～48小时，得到无机纳米粒子有机离子盐；步骤2、按质量份数，向步骤1得到的100份无机纳米粒子有机离子盐中加入20～100份磺酸盐，分子式为R-(OCH2CH2)m-O(CH2)3SO3 -K+(R＝C1-C15，m＝1～60)，在0℃～200℃下反应12～60小时，收集生成物用甲苯萃取，反复几次后在30℃～100℃下旋转蒸发，将剩余物分散于丙酮中，离心分离，最后经真空干燥得到凝胶状的无溶剂无机纳米粒子流体；其中，所述的无机纳米粒子为纳米二氧化硅、纳米氧化铁、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛或纳米碳黑。