制备复合材料的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备纳米复合材料的方法，所述纳米复合材料由a)至少一种无机或有机金属的金属相，以及b)一种有机聚合物相形成，所述方法包括使至少一种含有-至少一个含金属或半金属M的第一可聚合单体单元A，以及-至少一个通过共价化学键连接到所述可聚合单元A上的第二可聚合有机单体单元B的单体M在聚合条件下进行聚合，在所述聚合条件下可聚合单体单元A和可聚合单元B之间的键断裂，可聚合单体单元A聚合，并且可聚合单元B聚合，待聚合的单体M包括一种单体M1和至少一种其它单体M2，M2至少在单体单元A和B之一中与单体M1不同(实施方案1)，或者待聚合的单体M除包括所述的至少一种待聚合的单体M之外，还包括至少一种与单体M不同的其他单体M’，即不含有单体单元A且可与单体单元B共聚的常规单体(实施方案2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种制备纳米复合材料的方法，所述复合材料由下述组分形成a)至少一种无机或有机金属相，以及b) 一种有机聚合物相。纳米复合材料，即基于聚合物的复合材料，其在有机聚合物相中包含一种无机相， 例如无机(半)金属氧化物相，其尺寸小于500nm，特别是小于IOOnm(在下文中，也为纳米尺度相，或在微粒相的情况下，为纳米尺度颗粒)，由于在纳米尺度的无机相和有机聚合物相之间的巨大接触面，其在化学、物理和机械特性上有很高的潜能，这些特性不能通过传统的无机组分在聚合物相中的毫米或微米级的分散而获得(R. P. Singh，et al.，J. Mater. Sci.2002,37,781)。目前已知的制备无机-有机纳米复合物的方法是基于纳米颗粒或剥离的层状硅酸盐与聚合物溶液或熔体的直接混合、在无机纳米颗粒或剥离的层状硅酸盐存在下使有机单体聚合来原位制备有机相、溶胶-凝胶技术以及这些方法的结合(参见，例如，对于将纳米颗粒纳入溶S虫聚合物:Garcia, Μ. ；et al.，Polymers for Advanced Technologies 2004，15，164 ；对于在无机纳米颗粒或剥离的层状硅酸盐存在下有机单体的聚合M. C. Kuo et al. , Materials Chemistry and Physics 2005,90(1),185 ；A. Maity et al. , Journal of Applied Polymer Science 2004,94(2),803 ；Y. Liao et al. (Polymer International 2001,50(2)，207 ；和WO 2001/012678 ；对于将低聚的烷氧基硅氧烷在聚合物溶液或聚合物熔体中水解来制备氧化物相，见WO 2004/058859和WO 2007/028563)。已有的现有技术方法具有一系列缺点。首先，很多方法仍仅限于可溶于有机溶剂或可熔融而不分解的有机聚合物的复合物。另外，用这种方法通常仅可将少量无机相引入纳米复合材料。由于纳米颗粒通常具有高凝聚作用并导致需要极高的剪切力，因而将较大量的纳米颗粒精细分散几乎是不可能的。在纳米颗粒存在下通过有机聚合物相的原位制备而进行的纳米复合物生产具有一个很大的缺点，就是形成纳米颗粒附聚物，从而形成不均一的产品。因此，不能利用纳米颗粒的优点，即由于其巨大的表面积而与聚合物形成巨大的接触面的优点。当使用粉状纳米填料时，由于颗粒尺寸较小，在混合过程中有粉尘形成并且纳米颗粒能够接触肺脏，还存在着高的健康风险。通过溶胶-凝胶方法在聚合物熔体或溶液中原位制备无机相通常导致重复性差的结果，或需要复杂的措施来控制水解条件。Spange et al.，Angew. Chem. Int. Ed. ,46(2007)628-632 中叙述了一种新颖的路径，依照以下方案通过四糠氧基硅烷TFOS和二糠氧基二甲基硅烷的阳离子聚合制备纳米复合材料权利要求1.一种制备纳米复合材料的方法，所述纳米复合材料由a)至少一种无机或有机金属的金属相，以及b) —种有机聚合物相形成，所述方法包括使至少一种含有-至少一个含金属或半金属M的第一可聚合单体单元A，以及-至少一个通过共价化学键连接到所述可聚合单元A上的第二可聚合有机单体单元B 的单体在聚合条件下进行聚合，在所述聚合条件下可聚合单体单元A和可聚合单元B之间的键断裂，可聚合单体单元A聚合，并且可聚合单元B聚合，待聚合的单体包括一种单体Ml和至少一种其它单体M2，M2至少在单体单元A和B之一中与单体Ml不同，或者待聚合的单体除包括所述的至少一种待聚合的单体之外，还包括至少一种其他不同的单体，此单体中不含有单体单元A且可与单体单元B共聚。2.权利要求1的方法，其中所述单体单元A的金属或半金属选自B、Al、Si、Ti、&、Hf、 Ge、Sn、Pb、V、As、Sb、Bi，以及其混合物。3.上述权利要求中任一项的方法，其中所述金属或半金属M包含至少90mol%的硅，基于M的总量计。4.上述权利要求中任一项的方法，其中待聚合的含有至少一个单体单元A和至少一个单体单元B的单体，包括一种单体Ml和至少一种其它单体M2，M2至少在单体单元A和B之一中与单体Ml不同，且单体Ml和M2相对于彼此的摩尔比率在5 95至95 5的范围内。5.上述权利要求中任一项的方法，其中待聚合的含有至少一个单体单元A和至少一个单体单元B的单体，包括一种单体Ml和至少一种其它单体M2，M2至少在单体单元A中与单体Ml不同。6.上述权利要求中任一项的方法，其中含有至少一个单体单元A和至少一个单体单元 B的单体如通式I所示7.权利要求5的方法，其中待聚合的含有至少一个单体单元A和至少一个单体单元B 的单体，包括至少一种通式II的单体8.权利要求7的方法，其中待聚合的含有至少一个单体单元A和至少一个单体单元B 的单体，包括一种单体Ml和至少一种其它单体Μ2，Μ2至少在单体单元A中与单体Ml不同， 单体Ml选自式II的单体。9.权利要求7或8的方法，其中待聚合的含有至少一个单体单元A和至少一个单体单元B的单体，包括一种单体Ml和至少一种其它单体Μ2，Μ2至少在单体单元A之一中与单体 Ml不同，单体Ml选自式II的单体，并且所述至少一种其他单体Μ2选自式III的单体10.权利要求7或8的方法，其中待聚合的含有至少一个单体单元A和至少一个单体单元B的单体，包括一种单体Ml和至少一种其它单体M2，M2至少在单体单元A之一中与单体 Ml不同，单体Ml选自式II的单体，并且所述至少一种其他单体M2选自含有至少两个连接至相同或不同苯环上的三烷基甲硅烷基氧基甲基和/或芳基二烷基甲硅烷基氧基甲基的芳香族化合物。11.权利要求7或8的方法，其中待聚合的含有至少一个单体单元A和至少一个单体单元B的单体，包括一种单体Ml和至少一种其它单体M2，M2在单体单元B和任选地单体单元 A中与单体Ml不同，单体Ml选自式II的单体，并且所述至少一种其他单体M2选自式IV的单体其中12.权利要求6的方法，其中待聚合的含有至少一个单体单元A和至少一个单体单元B 的单体，包括至少一种权利要求11所定义的通式IV的单体。13.权利要求11的方法，其中待聚合的含有至少一个单体单元A和至少一个单体单元B的单体，包括至少一种通式V的单体14.权利要求13的方法，其中待聚合的含有至少一个单体单元A和至少一个单体单元 B的单体，包括一种单体Ml和至少一种其他单体M2，M2至少在单体单元A中与单体Ml不同，单体Ml选自式V的单体，并且所述至少一种其他单体M2选自在(半)金属M方面与单体Ml不同的式V的单体。15.权利要求13的方法，其中待聚合的含有至少一个单体单元A和至少一个单体单元 B的单体，包括一种单体Ml和至少一种其他单体M2，M2在单体单元A和B中与单体Ml不同，单体Ml选自式V的单体，并且所述至少一种其他单体M2选自如权利要求9所定义的式 III的单体。16.权利要求13的方法，其中待聚合的含有至少一个单体单元A和至少一个单体单元 B的单体，包括一种单体Ml和至少一种其他单体M2，M2至少在单体单元A中与单体Ml不同，单体Ml选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·M·柯尼希，HJ·汉勒，A·朗格，S·诺札瑞，G·考克斯，R·戴利克布伦岑格，S·斯潘格，T·勒施纳尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：