[发明专利]一种光敏双亲性聚氨酯稳定纳米氧化锌的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机纳米材料的制备，特别涉及在一种新的光敏双亲性聚氨酯包覆下运用反向乳液技术生成氧化锌，形成以光敏双亲性聚氨酯为表面修饰的纳米氧化锌颗粒的制备方法。 

背景技术

纳米氧化锌(ZnO)具有吸收、散射紫外光以及光催化等能力，在抗紫外涂层，光催化环保材料等领域有着广泛的应用。但由于纳米颗粒比表面积大，比表面能高，在制备及应用过程中极易发生粒子的团聚，因此如何对纳米粒子进行表面修饰改性解决其团聚问题，是目前纳米氧化锌领域研究的热点。一般采用两种路线对纳米氧化锌进行表面改性：一种是对已生成的纳米氧化锌进行表面改性，常用的改性剂有硅烷偶联剂、有机小分子表面活性剂、双亲性聚合物等，这种方法的主要问题是改性工艺比较复杂，涉及到纳米氧化锌的分散，此外残余改性剂分子的除去也是个比较大的问题；另外一种是在有机改性分子、嵌段共聚物等有机相存在下原位生成有机表面改性纳米氧化锌，该方法具有工艺比较简单，纳米氧化锌原位生成无需再分散，所合成的纳米氧化锌粒径较小，改性效率高，纳米氧化锌分散稳定好等优点，已受到国内外研究人员的广泛关注。最近德国《高分子化学与物理》杂志(Macromol.Chem.Phys.2005，206，95-101)报道运用反向乳液的方法，以双亲性丙烯酸树脂为稳定剂制备表面亲油改性纳米氧化锌颗粒，该纳米氧化锌可分散在甲苯、甲基丙烯酸酯单体等有机相中，并且在聚丙烯酸树脂等聚合物体系中有较好的分散性和相容性，但是在聚苯乙烯体系少量纳米氧化锌存在一定程度的团聚，这主要是由于吸附在纳米氧化锌表面的双亲丙烯酸树脂与聚苯乙烯的相容性不太好引起的，因此表面吸附的双亲聚合物与聚合物基体的相容性是纳米氧化锌分散的关键。为拓展纳米氧化锌在不同聚合物体系中的应用，本发明采用光敏双亲性聚氨酯为稳定剂，运用反向乳液技术制备氧化锌，形成以光敏双亲性聚氨酯为表面修饰的纳米氧化锌颗粒，该纳米氧化锌粒子在聚氨酯等聚合物体系中有很好的应用前景。 

发明内容

本发明目的是合成一种可在有机相中稳定分散并且与聚合物体系有较好相容性的纳米氧化锌粒子。 

本发明合成一种以光敏双亲性聚氨酯为表面修饰的纳米氧化锌颗粒，具体合成方法如下： 

(1).采用反向乳液法分别制备光敏双亲性聚氨酯稳定的先驱盐反向乳液及碱源的反向乳液；(2).分别超声乳化，继而混合再次乳化生成以光敏双亲性聚氨酯为表面修饰的纳米氧化锌颗 粒；(3).减压蒸发甲苯等有机溶剂、真空干燥，分离提纯；(4).重新分散于油相中，冷凝回流。以上反应物组成主要包括光敏双亲性聚氨酯预聚物、甲苯、锌盐、碱源、去离子水等。主要反应物配比如下： 

合成的具体步骤为：首先按以上配比制备两份聚氨酯甲苯溶液，分别命名为A组分、B组分(为了便于聚氨酯预聚物能良好的溶解于甲苯中，可适当加热)；同样按配比制备锌盐水溶液，命名为C组分(为了便于良好分散亦可适当加热或超声分散)；按配比制备碱源水溶液，命名为D组分(亦可适当加热溶解)。然后将C组分滴加到A组分中，形成反向乳液E组分；将D组分滴加到B组分中，形成反向乳液F组分。将E、F组分分别移入两个烧杯中，超声乳化3-5分钟；乳化结束后两烧杯中反向乳液重新混合于一烧杯中，再进行3-5分钟超声乳化。用旋转蒸发仪在60℃下减压蒸发，得到固体产物在真空干燥箱中干燥一天，将去离子水加入干燥固体中，超声使其分散于去离子水中，离心分离，除去杂质。随后重新分散于油相(甲苯)中，冷凝回流一天。最后用透析袋透析，除去残留的醋酸盐及亲水性小分子等，即制得以光敏双亲性聚氨酯为表面修饰的纳米氧化锌颗粒。