[发明专利]树枝形大分子偶联剂改性纳米材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种树枝形大分子偶联剂改性纳米材料，其通过利用树枝形大分子偶联剂对无机纳米材料进行改性得到，所述树枝形大分子偶联剂的制备原料包括多元胺、丙烯酸酯类和硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为含氨基硅烷偶联剂或含环氧基硅烷偶联剂，所述多元胺中氨基和亚氨基上含有的氢原子摩尔数为a mol，所述丙烯酸酯类的摩尔数为b mol，其中，a：b=1.1:1～10:1，并且，所述树枝形大分子偶联剂与所述无机纳米材料的重量配比为0.05:1～1.5:1；

所述树枝形大分子偶联剂包括所述第一树枝形大分子偶联剂和第二树枝形大分子偶联剂，所述第一树枝形大分子偶联剂和所述第二树枝形大分子偶联剂的重量配比为0.6:1～1.5:1；

所述含氨基硅烷偶联剂与所述多元胺、丙烯酸酯类制备得到所述第一树枝形大分子偶联剂，所述含环氧基硅烷偶联剂与所述多元胺、丙烯酸酯类制备得到所述第二树枝形大分子偶联剂；

所述含氨基硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种；

所述含环氧基硅烷偶联剂选自γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷和β-（3,4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷中的至少一种；

所述含氨基硅烷偶联剂中氨基和/或亚氨基上含有的氢原子摩尔数为c mol，其中，c：b=0.25:1～12:1；

所述含环氧基硅烷偶联剂中的环氧基摩尔数为d mol，其中，d：a=0.01:1～1:1；

所述无机纳米材料选自纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和纳米氧化铝中的至少一种；

所述丙烯酸酯类选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；

所述多元胺选自脂肪烃类胺；所述脂肪烃类胺选自分子式为NH₂C₂H₄(NHC₂H₄)_mNH₂中的至少一种，其中，m≥0；

所述树枝形大分子偶联剂改性纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤A、在冰水浴中，将所述多元胺和所述丙烯酸酯类混合并升温进行反应，得到预聚单体，所述预聚单体在搅拌发生反应，移除反应过程的副产物，得到树枝形大分子；

步骤B、将所述树枝形大分子和所述硅烷偶联剂混合，并加热进行反应，得到树枝形大分子偶联剂；

步骤C、无机纳米材料在溶剂中分散，然后与所述树枝形大分子偶联剂混合并搅拌，得到树枝形大分子偶联剂改性纳米材料。

2.根据权利要求1所述的树枝形大分子偶联剂改性纳米材料，其特征在于，

所述含氨基硅烷偶联剂中氨基和/或亚氨基上含有的氢原子摩尔数为c mol，其中，c：b=0.5:1～6:1；和/或，

所述含环氧基硅烷偶联剂中的环氧基摩尔数为d mol，其中，d：a=0.1:1～0.5:1。

3.根据权利要求2所述的树枝形大分子偶联剂改性纳米材料，其特征在于，

所述含氨基硅烷偶联剂中氨基和/或亚氨基上含有的氢原子摩尔数为c mol，其中，c：b=1:1～3:1。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的树枝形大分子偶联剂改性纳米材料，其特征在于，所述多元胺中氨基和/或亚氨基上含有的氢原子摩尔数为a mol，所述丙烯酸酯类的摩尔数为b mol，a：b=1.2:1～7:1；和/或，

所述树枝形大分子偶联剂与所述无机纳米材料的重量配比为0.1:1～0.8:1。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的树枝形大分子偶联剂改性纳米材料，其特征在于，所述脂肪烃类胺选自六乙烯七胺、五乙烯六胺、四乙烯五胺、三乙烯四胺和二乙烯三胺中的至少一种。