《含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料的制作方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料的制作方法.pdf（10页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102532521 A (43)申请公布日 2012.07.04 CN 102532521 A *CN102532521A* (21)申请号 201010594318.9 (22)申请日 2010.12.15 C08G 69/00(2006.01) C08G 69/32(2006.01) C08G 69/28(2006.01) C08G 73/10(2006.01) C08G 73/02(2006.01) C08K 3/30(2006.01) (71)申请人 慧濠光电科技股份有限公司 地址 中国台湾桃园县 (72)发明人 钟润文 (74)专利代理机构 北京银龙知识产权。
2、代理有限 公司 11243 代理人 钟晶 钟海胜 (54) 发明名称 含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料 的制作方法 (57) 摘要 一种含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合 材料的制作方法， 包含 ： 混合步骤， 将具有光吸收 功能的结晶纳米粉末与高分子第一前躯物充分混 合为第一混合物 ； 以及聚合步骤， 将高分子第二 前驱物添加至第一混合物中， 高分子第二前驱物 与高分子第一前躯物聚合反应为高分子， 而形成 含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料， 其 中高分子第一前躯物具有用以分散金属原子的螯 合基， 高分子第二前躯物是苯酸系单体或酰氯系 单体， 使得聚合反应时充分混合纳米粉末及高分 。
3、子， 且不需要后续的硒化反应， 或是以高压釜进行 反应， 而避免了毒性的问题。 (51)Int.Cl. 权利要求书 4 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 4 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/4 页 2 1. 一种含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料的制作方法， 包含 ： 混合步骤， 是将具有光吸收功能的结晶纳米粉末与高分子第一前躯物充分混合为第一 混合物 ； 以及 聚合步骤， 是将高分子第二前驱物添加至该第一混合物中， 该高分子第二前驱物与该 第一混合物中的该高分子第一前躯物产生聚合反应而产生出高分子， 而形成含光。
4、吸收功能 的纳米晶粒的高分子复合材料， 其中该高分子第一前躯物为含有胺官能基 (NH2) 的 R(NH2)n单体或 Ar(NH2)n单体， 该 R 为碳链烷基、 该 Ar 为芳香族基， n 1 至 3， 该胺官能基是作为用以分散金属原子的螯合基， 该高分子第二前躯物为苯酸系单体或酰氯系单体， 而该具有光吸收功能的结晶纳米粉末为 铜铟镓硒 (CIGS) 结晶纳米粉末或是铜铟镓硒硫 (CIGSS) 结晶纳米粉末。 2. 如权利要求 1 所述的方法， 其中该聚合步骤中， 进一步添加溶剂、 触媒及与共同参与 聚合反应的高分子第三前躯物至该第一混合物中， 并加热以加速该聚合反应。 3. 如权利要求 1 。
5、所述的方法， 进一步包含干燥步骤， 通过加热或烘干， 使聚合后的高分 子充分干燥。 4. 如权利要求 1 所述的方法， 其中该 R(NH2)n单体是选自化学结构式一及化学结构式 二， 该 Ar(NH2)n单体是选自化学结构式三、 化学结构式四、 化学结构式五、 化学结构式六、 化 学结构式七以及化学结构式八 ： 化学结构式一 ： H2N-CH2-R-CH2-NH2 其中 R 为 CnH2n， n 为 4-16， 化学结构式二 ： 化学结构式三 ： 化学结构式四 ： 化学结构式五 ： 化学结构式六 ： 化学结构式七 ： 化学结构式八 ： 5. 如权利要求 1 所述的方法， 其中该苯酸系单体是选自。
6、下列化学结构式九、 化学结构 权 利 要 求 书 CN 102532521 A 2 2/4 页 3 式十以及化学结构式十一， 该酰氯系单体是选自化学结构式十二以及化学结构式十三 ： 化学结构式九 ： 化学结构式十 ： 化学结构式十一 ： 化学结构式十二 ： 化学结构式十三 ： 其中 R 为 CnH2n， n 为 4-16。 6. 如权利要求 2 所述的方法， 其中该溶剂为 N- 甲基咯烷酮 (NMP) 或二甲基乙胺 (DMAC)， 该触媒为氧化铝粉末， 而共同参与聚合反应的该高分子第三前躯物是选自化学结 构式十四及化学结构式十五的单体 ： 化学结构式十四 ： 化学结构式十五 ： HOH2C-R。
7、-CH2OH 其中 R 为 CnH2n， n 为 2-8。 7. 如权利要求 1 所述的方法， 其中该高分子第二前驱物与该高分子第一前躯物聚合反 应而产生出的该高分子是聚酰胺 (polyamide， PA)、 聚酰亚胺 (polyimide， PI)、 聚醚酰亚胺 (polyetherimide， PEI)、 聚酰胺酰亚胺 (polyamideimide， PAI) 以及聚苯胺 (polyaniline， PANI) 的至少其中之一。 8. 一种含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料的制作方法， 包含 ： 预反应步骤， 是将具有光吸收功能的结晶纳米粉末的反应前驱物， 与高分子第一前躯 物及溶剂。
8、， 预先加热反应为包含该高分子第一前躯物及具有光吸收功能的结晶纳米粉末的 第一混合溶液 ； 聚合步骤， 是将混合高分子第二前躯物及溶剂的第二混合溶液添加至该第一混合溶液 中， 而使该高分子第二前躯物及该高分子第一前躯物产生聚合反应形成高分子， 而产生含 光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料溶液 ； 以及 干燥步骤， 是将该含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料溶加热或烘干， 使其充 分干燥， 而完成该含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料， 权 利 要 求 书 CN 102532521 A 3 3/4 页 4 其中该高分子第一前躯物为含有胺官能基 (NH2) 的 R(NH2)n或 Ar(NH2。
9、)n单体， 该 R 为碳 链烷基、 Ar 为芳香族基， n 1 至 3， 较佳为 2， 其中该胺官能基作为用以分散金属原子的螯 合基， 该高分子第二前躯物是苯酸系单体或酰氯系单体， 而该具有光吸收功能的结晶纳米 粉末为铜铟镓硒 (CIGS) 结晶纳米粉末或是铜铟镓硒硫 (CIGSS) 结晶纳米粉末。 9. 如权利要求 8 所述的方法， 其中该聚合步骤中， 进一步添加触媒及与共同参与聚合 反应的高分子第三前躯物至该第一混合溶液中， 并加热以加速该聚合反应。 10. 如权利要求 8 所述的方法， 其中该 R(NH2)n单体是选自化学结构式一及化学结构式 二， 该 Ar(NH2)n单体是选自化学结构。
10、式三、 化学结构式四、 化学结构式五、 化学结构式六、 化 学结构式七以及化学结构式八 ： 化学结构式一 ： H2N-CH2-R-CH2-NH2 其中 R 为 CnH2n， n 为 4-16， 化学结构式二 ： 化学结构式三 ： 化学结构式四 ： 化学结构式五 ： 化学结构式六 ： 化学结构式七 ： 化学结构式八 ： 11. 如权利要求 8 所述的方法， 其中该苯酸系单体是选自下列化学结构式九、 化学结构 式十以及化学结构式十一， 该酰氯系单体是选自化学结构式十二以及化学结构式十三 ： 化学结构式九 ： 化学结构式十 ： 权 利 要 求 书 CN 102532521 A 4 4/4 页 5 化。
11、学结构式十一 ： 化学结构式十二 ： 化学结构式十三 ： 其中 R 为 CnH2n， n 为 4-16。 12. 如权利要求 9 所述的方法， 其中该触媒为氧化铝粉末， 而共同参与聚合反应的该 高分子第三前躯物是选自化学结构式十四及化学结构式十五的单体 ： 化学结构式十四 ： 化学结构式十五 ： HOH2C-R-CH2OH 其中 R 为 CnH2n， n 为 2-8。 13. 如权利要求 8 所述的方法， 其中该高分子第二前驱物与该高分子第一前躯物聚 合反应而产生出的该高分子是聚酰胺 (polyamide， PA)、 聚酰亚胺 (polyimide， PI)、 聚 醚酰亚胺 (polyethe。
12、rimide， PEI)、 聚酰胺酰亚胺 (polyamideimide， PAI) 以及聚苯胺 (polyaniline， PANI) 的至少其中之一。 权 利 要 求 书 CN 102532521 A 5 1/4 页 6 含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料的制作方法 技术领域 0001 本发明涉及一种含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料的制作方法。 背景技术 0002 在常用技术中， 制作含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料通常是先以粉末 冶金的方式制作成铜铟镓硒 (CIGS) 块材， 之后将其研磨成纳米级粉体。另外也有采用水热 法以具剧毒性的联胺或三乙基胺为溶剂， 于高压釜提供的。
13、环境条件下反应制成纳米级 CIGS 晶粒粉体。这些纳米粉体再以已知的层间插入法或直接分散法与高分子材料混掺形成陶 瓷 - 高分子复合材料。 发明内容 0003 本发明的主要目的是提供一种含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料的制 作方法， 包含混合步骤以及聚合步骤， 该混合步骤是将具有光吸收功能的结晶纳米粉末与 高分子第一前躯物充份混合为第一混合物， 而聚合步骤， 是将高分子第二前驱物添加至该 第一混合物中， 该高分子第二前驱物与该第一混合物中的该高分子第一前躯物产生聚合反 应而产生出高分子， 而形成含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料， 其中该高分子第 一前躯物为含有胺官能基 (NH2) 。
14、的 R(NH2)n单体或 Ar(NH2)n 单体， 该 R 为碳链烷基、 该 Ar 为芳香族基， n 1 至 3， 该胺官能基 (NH2) 是作为用以分散金属原子的螯合基， 该高分子 第二前躯物是苯酸系单体或酰氯系单体， 而该具有光吸收功能的结晶纳米粉末为铜铟镓硒 (CIGS) 结晶纳米粉末或是铜铟镓硒硫 (CIGSS) 结晶纳米粉末。 0004 替代地， 能够将具有光吸收功能的结晶纳米粉末的反应前驱物与高分子第一前躯 物及溶剂预先加热反应为混合溶液， 再将高分子第二前躯物加入已产生聚合反应， 而形成 含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料。 0005 本发明直接将铜铟镓硒 (CIGS) 结晶。
15、纳米粉末或是铜铟镓硒硫 (CIGSS) 结晶纳米 粉末， 与具有螯合基的单体混合， 再与另一单体聚合， 或是将铜铟镓硒 (CIGS) 结晶纳米粉 末或是铜铟镓硒硫 (CIGSS) 结晶纳米粉末的反应前驱物与高分子单体预先合成， 再与另一 单体聚合， 借由螯合基将金属原子充分分散， 而使得在聚合反应时充分混合， 并且不需要后 续的硒化反应， 或是借由高压釜进行反应， 而避免了毒性的问题。 附图说明 0006 图 1 是具有光吸收功能的纳米晶粒之软性基板的制作方法第一实施例的流程图。 0007 图 2 是具有光吸收功能的纳米晶粒之软性基板的制作方法第二实施例的流程图。 0008 主要组件符号说明 。
16、0009 S1 含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料的制作方法 0010 S11 混合步骤 0011 S13 聚合步骤 说 明 书 CN 102532521 A 6 2/4 页 7 0012 S15 干燥步骤 0013 S2 含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料的制作方法 0014 S21 预反应步骤 0015 S23 聚合步骤 0016 S25 干燥步骤 具体实施方式 0017 以下配合附图及组件符号对本发明的实施方式做更详细的说明， 以使本领域技术 人员在研读本说明书后能据以实施。 0018 图 1 是含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料的制作方法第一实施例的流 程图。如图 1 所示。
17、， 本发明含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料的制作方法 S1 包含 混合步骤S11以及聚合步骤S13。 该混合步骤S11是将具有光吸收功能的结晶纳米粉末， 如 铜铟镓硒(CIGS)结晶纳米粉末或是铜铟镓硒硫(CIGSS)结晶纳米粉末， 与高分子第一前躯 物充分混合为第一混合物， 该第一前躯物含有胺官能基 (NH2) 的 R(NH2)n或 Ar(NH2)n单体， 其中 R 为碳链烷基、 Ar 为芳香族基， n 1 至 3， 较佳为 2， 其中 (-NH2) 官能基作为用以分散 金属原子的螯合基。聚合步骤 S13， 是在将高分子第二前驱物添加至第一混合物中， 该高分 子第二前躯物是苯酸系单体或。
18、酰氯系单体， 高分子第二前驱物与第一混合物中的高分子第 一前躯物产生聚合反应而产生出高分子， 而形成含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材 料。 0019 此外， 在该聚合步骤 S13 进一步地添加适当的溶剂、 触媒及与共同参与聚合反应 的高分子第三前躯物于第一混合物中， 并加热以加速聚合反应， 并进一步包含干燥步骤 S15， 借由加热或烘干， 使聚合后的高分子充分干燥。 0020 图 2 是含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料的制作方法第二实施例的流 程图。如图 2 所示， 本发明含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料的制作方法 S2 包含 预反应步骤 S21、 聚合步骤 S23 以及干燥步。
19、骤 S25。该预反应步骤 S21 是将具有光吸收功能 的结晶纳米粉末的反应前驱物， 如铜铟镓硒 (CIGS) 结晶纳米粉末或是铜铟镓硒硫 (CIGSS) 结晶纳米粉末的反应前驱物， 与高分子第一前躯物以及溶剂， 预先混合并加热反应为包含 高分子第一前躯物及具有光吸收功能的结晶纳米粉末的第一混合溶液， 该高分子第一前躯 物为 R(NH2)n或 Ar(NH2)n单体， 其中 R 为碳链烷基、 Ar 为芳香族基， n 1 至 3， 较佳为 2， 其 中 (-NH2) 官能基作为用以分散金属原子的螯合基。聚合步骤 S23 中是将混合高分子第二 前躯物及溶剂的第二混合溶液添加至第一混合溶液中， 而使该高。
20、分子第二前躯物及该高分 子第一前躯物产生聚合反应形成高分子， 而产生含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材 料溶液。干燥步骤 S15 是将该含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料溶加热或烘干而 使其充分干燥， 而完成该含光吸收功能的纳米晶粒的高分子复合材料。 0021 进一步地， 在该聚合步骤 S23 中的该第二混合溶液进一步添加触媒及共同参与聚 合反应的的高分子第三前躯物至第一混合溶液中， 并加热以加速聚合反应。 0022 在第一实施例与第二实施例中， 该高分子第一前躯物的 R(NH2)n单体选自下列的 化学结构式一及化学结构式二， 而 Ar(NH2)n单体选自下列化学结构式三至化学结构式八，。
21、 而该高分子第二前躯物的苯酸系单体选择自下列化学结构式九至化学结构式十一， 而酰氯 说 明 书 CN 102532521 A 7 3/4 页 8 系单体选择自下列化学结构式十二或十三的单体， 高分子第三前躯物选自下列化学结构式 十四及化学结构式十五的单体。 溶剂为N-甲基咯烷酮(NMP)或二甲基乙胺(DMAC)， 触媒为 氧化铝粉末。 0023 化学结构式一 ： 0024 H2N-CH2-R-CH2-NH2 0025 其中 R 为 CnH2n， n 为 4-16。 0026 化学结构式二 ： 0027 化学结构式三 ： 0028 0029 化学结构式四 ： 0030 化学结构式五 ： 0031。
22、 化学结构式六 ： 0032 化学结构式七 ： 0033 化学结构式八 ： 0034 化学结构式九 ： 0035 化学结构式十 ： 0036 化学结构式十一 ： 0037 0038 化学结构式十二 ： 说 明 书 CN 102532521 A 8 4/4 页 9 0039 0040 化学结构式十三 ：其中 R 为 CnH2n， n 为 4-16。 0041 化学结构式十四 ： 0042 化学结构式十五 ： 0043 HOH2C-R-CH2OH 0044 其中 R 为 CnH2n， n 为 2-8。 0045 由该高分子第一前躯物与该高分子第二前躯物聚合后所形成的高分子材料可以 为是聚酰胺 (polyamide， PA)、 聚酰亚胺 (polyimide， PI)、 聚醚酰亚胺 (polyetherimide， PEI)、 聚酰胺酰亚胺 (polyamideimide， PAI) 以及聚苯胺 (polyaniline， PANI) 等。 0046 以上所述者仅为用以解释本发明的较佳实施例， 并非企图据以对本创作做任何形 式上的限制， 所以， 凡有在相同的精神下所作有关本发明创作的任何修饰或变更， 都仍应包 括在本发明的权利要求的保护范畴内。 说 明 书 CN 102532521 A 9 1/1 页 10 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102532521 A 10 。