Método para producir una dispersión de nanocompuestos que comprenden partículas de compuestos de nanopartículas inorgánicas y polímeros orgánicos

Résumé

Un método para producir una dispersión de nanocompuestos que comprende partículas de compuestos de nanopartículas inorgánicas y polímeros orgánicos en un medio de dispersión como una fase continua,

en donde el método comprende las siguientes etapas del método:

(a) proporcionar nanopartículas inorgánicas en forma de una dispersión que comprende las nanopartículas inorgánicas;

(b) después, someter la dispersión que comprende las nanopartículas inorgánicas y que resulta de la etapa (a) a una modificación superficial, en donde la modificación superficial comprende un tratamiento superficial de al menos dos fases que comprende: (i) una fase en donde se ponen en contacto las nanopartículas inorgánicas con al menos un agente dispersante y (ii) otra fase en donde las partículas inorgánicas reciben grupos funcionales sobre sus superficies, especialmente a través de una reacción química,

en donde el agente dispersante utilizado es un dispersante polimérico y/o está basado en un polímero funcionalizado,

que tiene un peso molecular medio en número de al menos 500 g/mol, y

en donde la fase de tratamiento superficial (i) se realiza añadiendo el al menos un agente dispersante a la dispersión de las nanopartículas inorgánicas, seguido de homogeneizar la dispersión resultante y poner en contacto las nanopartículas inorgánicas con el al menos un agente dispersante durante un tiempo suficiente para permitir una interacción entre la superficie de las nanopartículas inorgánicas y el agente dispersante, modificándose así la superficie de las nanopartículas inorgánicas mediante el agente dispersante, en donde la fase de tratamiento superficial (i) se realiza con la introducción de una entrada de energía con una cantidad de energía introducida, calculada como energía introducida por cantidad de nanopartículas inorgánicas, entre 5.000 y 500.000 kJ/kg, y en donde en la fase de tratamiento superficial (ii) las nanopartículas inorgánicas reciben grupos funcionales que son compatibles y/o reactivos con los monómeros polimerizables utilizados en la etapa (c), en donde los grupos funcionales se seleccionan de grupos isocianato, grupos uretano, grupos carbamato, grupos epoxi, grupos de ácido carboxílico, grupos anhídrido de ácido carboxílico, grupos carboxilato, grupos hidroxilo, grupos tiol, grupos amina, grupos orgánicos que comprenden dobles enlaces carbono-carbono, grupos vinilo, grupos etilénicamente insaturados, grupos acrilato, grupos metacrilato, grupos alquilo, grupos alquenilo, grupos alquinilo, grupos arilo, grupos aralquilo, grupos cicloalquilo, grupos cicloalquileno, halógenos, grupos alcoxi, grupos aciloxi y combinaciones de los mismos;

(c) posteriormente, combinar la dispersión que comprende las nanopartículas inorgánicas modificadas en superficie y resultante de la etapa (b) con al menos un tipo de monómeros polimerizables, seguido de una polimerización de los monómeros polimerizables en presencia de las nanopartículas inorgánicas modificadas en superficie mediante polimerización en miniemulsión, lo que da como resultado una dispersión de nanocompuestos que comprende partículas de material compuesto de nanopartículas inorgánicas y polímeros orgánicos en una fase continua, especialmente en un medio de dispersión,

en donde la polimerización se realiza por polimerización, por polimerización en miniemulsión, de los monómeros polimerizables en presencia de las nanopartículas inorgánicas modificadas en superficie y, opcionalmente, en presencia de al menos un iniciador de polimerización, en donde la polimerización se realiza como un procedimiento de polimerización de al menos dos fases que comprende una primera fase que produce una simiente de partículas de material compuesto de nanopartículas inorgánicas y polímeros orgánicos, seguida de una segunda fase en donde se continúa la polimerización, opcionalmente finalizada por una etapa de postpolimerización.