[發(fā)明專利]一種花狀硫化銅?氮甲基吡咯烷酮分散劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610399336.9
• 申請日: 2016-06-07
• 公開（公告）號: CN106082304B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田啟威;馮群峰;楊仕平;安璐;王媛媛;芮西川;母雪玲;鄭強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 上海師范大學(xué)
• 主分類號: C01G3/12
• 分類號: C01G3/12;C08K3/30;C08J5/18;C08L101/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31225
• 代理人: 王小榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機(jī)功能材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種花狀硫化銅-氮甲基吡咯烷酮分散劑的制備方法。

背景技術(shù)

近些年，近紅外屏蔽薄膜的應(yīng)用比較廣泛，因其同時(shí)具有透明性和隔熱性而更受關(guān)注。近紅外屏蔽薄膜主要是通過吸收或反射大部分近紅外光而透過多數(shù)可見光來同時(shí)達(dá)到隔熱和透明的效果。主要有兩類近紅外屏蔽薄膜，一類是由真空鍍膜或磁控濺射法制備的金屬膜，如鍍Ag、Au、Ni等薄膜，它們能夠反射部分可見光和近紅外光從而達(dá)到減少太陽光能量的傳遞。然而，這種薄膜的制備方法需要比較苛刻的條件而不適用于大規(guī)模的制備。第二類是由溶液法制備的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合膜，把近紅外吸收材料和透明的有機(jī)高分子聚合物混合在一起，再均勻的涂在基底上，之后通過干燥得到具有良好柔性和透明性的薄膜。其中最重要的是有機(jī)聚合物/硫化銅薄膜。

硫化銅納米材料是一類具有優(yōu)異近紅外吸收性能的無機(jī)納米材料，其制備方法主要有水熱合成法和溶劑熱合成法。陜西科技大學(xué)齊慧等人采用微波水熱法，以Cu(NO₃)₂·3H₂O和SC(NH₂)₂為原料，在無模板劑的條件下，對靛銅礦CuS微晶材料進(jìn)行了形貌的可控制備；湘潭大學(xué)譚志剛等人以氯化銅(CuCl₂·2H₂O)和硫脲(CH₄N₂S，Tu)為原料，乙二醇(C₂H₆O₂)為溶劑，用溶劑熱法于140℃反應(yīng)90分鐘成功制備了直徑為2.2-4.8μm、由納米片組成的花狀硫化銅(CuS)微米球超結(jié)構(gòu)。然而，水熱合成和用醇類溶劑熱合成的硫化銅納米材料很難和聚合物(如聚酰亞胺)直接混合得到分散均一的混合溶液，進(jìn)而難以制備均一分散的聚合物/硫化銅薄膜。因此，由于溶劑化效應(yīng)而導(dǎo)致的硫化銅納米結(jié)構(gòu)在復(fù)合薄膜制備中的分散問題亟需解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種在非水非醇體系中合成硫化銅納米材料、制備方法簡單、可以直接用作聚合物的分散溶劑來制備聚合物/硫化銅復(fù)合薄膜的花狀硫化銅-氮甲基吡咯烷酮分散劑的制備方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種花狀硫化銅-氮甲基吡咯烷酮分散劑的制備方法，該方法具體包括以下步驟：

(1)將表面活性劑加入至氮甲基吡咯烷酮中，然后在攪拌下加入可溶性二價(jià)銅鹽，得到混合溶液；

(2)在攪拌下將硫源物質(zhì)加入至混合溶液中，之后在反應(yīng)釜中進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行純化，得到沉淀物，再將沉淀物重新分散于氮甲基吡咯烷酮中，即可得到花狀硫化銅-氮甲基吡咯烷酮分散劑。

步驟(1)所述的表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮。

步驟(1)所述的可溶性二價(jià)銅鹽包括硫酸銅、氯化銅或硝酸銅中的一種。

優(yōu)選的，步驟(1)所述的可溶性二價(jià)銅鹽為CuSO₄·5H₂O。

步驟(1)所述的混合溶液中，聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量濃度為0-0.2g/mL，但不為0；Cu²⁺的摩爾濃度為0-0.5mol/L，但不為0。

步驟(2)所述的硫源物質(zhì)為硫粉。

所述的硫粉的物質(zhì)的量為可溶性二價(jià)銅鹽物質(zhì)的量的1-4倍。

步驟(2)所述的反應(yīng)釜為高壓反應(yīng)釜，該高壓反應(yīng)釜的內(nèi)襯材質(zhì)為聚四氟乙烯。

步驟(2)所述的溶劑熱反應(yīng)過程中，反應(yīng)時(shí)間為4-24h，反應(yīng)溫度為120-200℃。

步驟(2)所述的純化過程為：待反應(yīng)后的混合溶液冷卻至室溫后，進(jìn)行離心分離，得到沉淀物，再用氮甲基吡咯烷酮洗滌沉淀物。

本發(fā)明中，硫化銅-氮甲基吡咯烷酮分散劑是由粒徑為2-3μm、片狀納米單元有序地排列組合而成的CuS直接分散于氮甲基吡咯烷酮中制備而成。制備過程中所用的分散溶劑為氮甲基吡咯烷酮，將洗滌后的沉淀物重新分散于不同體積的氮甲基吡咯烷酮中，即可得到不同花狀硫化銅濃度的氮甲基吡咯烷酮分散劑。