一种超透明疏水疏油薄膜及制备方法与流程

文档序号:11612325阅读:642来源:国知局

本发明涉及一种薄膜,特别涉及一种超透明疏水疏油薄膜及制备方法。



背景技术:

生活中很多地方物体的表面涂上一层薄膜来达到物体表面既不沾油不沾水,同时又不影响外观的目的。现有技术中可以合成既疏水又疏油的薄膜,但是透明度低,在一些需要无色透明的物体表面会遮挡住物体表面的颜色或透明度,达不到应有的效果;另外一些技术中制备出了透明的薄膜,但是却只能疏油或者疏水之一的效果,不能达到透明、疏水和疏油全部具备,且这些方法过程复杂,原子利用率低,同时只能在实验室小批量试验,后处理工作复杂。现在需要一种制备方法,得到即透明又疏水疏油的薄膜。



技术实现要素:

本发明的目的之一在于提供一种操作简单,灵活可控,且转化率高的超透明疏水疏油薄膜的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种超透明疏水疏油薄膜。

为实现上述发明目的之一,本发明采用如下技术方案:

一种超透明疏水疏油薄膜的制备方法,包括如下步骤:

s1、合成基础树脂:将异氰酸酯与多元醇混合,加热到70-85℃,搅拌反应1.5-2h,冷却至60℃加入扩链剂,抽真空,在真空条件下反应0.5h,得到基础树脂;

s2、合成化合物a:向聚甲基丙烯酸甲酯(mma)单体加入引发剂、4,4-二氟庚二酸二乙酯、丙烯酸羟丙酯在70℃下搅拌反应1.5-2h,得到化合物a;

所述4,4-二氟庚二酸二乙酯和丙烯酸羟丙酯为聚甲基丙烯酸甲酯单体质量分数的1-3%,4,4-二氟庚二酸二乙酯和丙烯酸羟丙酯摩尔比为1-6之间;

所述化合物a为f-mma-oh;

s3、合成化合物b:向步骤s2中合成的化合物a中加入mdi-50,在70℃下搅拌反应1.5-2h,得到化合物b;

化合物a中的-oh与mdi-50中的-nco的摩尔比为1:2;

所述化合物b为f-mma-nco;

s4、合成改性纳米zno粒子:取溶胶凝胶法合成的多孔zno纳米粒子,加入到步骤s3合成的化合物b中,混合搅拌,在70-85℃下搅拌反应1.5-2h得到改性纳米zno粒子;

s5、合成纳米zno改性树脂:将1-2重量份的步骤s4合成的改性zno纳米粒子与100重量份的步骤s1合成的基础树脂混合搅拌反应形成纳米zno改性树脂;

s6、成膜:向步骤s5中反应得到的纳米zno改性树脂中加入0.8‰wt二月桂酸二丁基锡或有机铋混合,在100-120℃下超声搅拌反应20min,然后喷涂成膜,形成超透明疏水疏油薄膜。

作为本发明进一步改进的技术方案,步骤s1中所述异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、多苯基多异氰酸酯(papi)、mdi-50、萘二异氰酸酯(ndi)、间苯二甲撑二异氰酸酯(xdi)中的一种。

作为本发明进一步改进的技术方案,步骤s1中所述多元醇选自聚丙二醇(ppg)、聚乙二醇(peg)、蓖麻油(co)、苯基乙胺(pea)中的一种。

作为本发明进一步改进的技术方案,步骤s1中所述扩链剂选自1-4丁二醇(bdo)、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(moca)中的一种。

作为本发明进一步改进的技术方案,步骤s1中异氰酸酯的-nco与多元醇中的-oh的摩尔比为1.2-1.3。

作为本发明进一步改进的技术方案,步骤s1中所述扩链剂的量为步骤s1中异氰酸酯的-nco与多元醇中的-oh反应后剩余的异氰酸酯中-nco的量的0.9倍。

作为本发明进一步改进的技术方案,步骤s2中引发剂选自bpo或者偶氮二异丁腈(aibn)中的一种,用量为聚甲基丙烯酸甲酯单体的1-3%。

作为本发明进一步改进的技术方案,步骤s4中多孔zno纳米粒子的粒径范围为200-300nm。

为实现上述另一发明目的,本发明采用如下技术方案:

一种超透明疏水疏油薄膜,采用上述方法制备,其表面为树突状微纳结构。

相对于现有技术,本发明的技术效果在于:

本发明的薄膜透明度好,疏水和疏油性能好,在物件表面保护(如幕墙玻璃、漆面及喷涂工具表面保护)领域有广泛的应用前景;

本发明薄膜的制备方法过程简单,反应条件温和,可控性好,且该反应中的原子利用率高,反应的转化率几乎都能达到100%,且使用的溶剂少,后处理过程少,节约了成本,节省了时间。

具体实施方式

以下将结合具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

一种超透明疏水疏油薄膜的制备方法,包括如下步骤:

s1、合成基础树脂:将异氰酸酯与多元醇混合,加热到70-85℃,搅拌反应1.5-2h,冷却至60℃加入扩链剂,抽真空,在真空条件下反应0.5h,得到基础树脂;

s2、合成化合物a:向聚甲基丙烯酸甲酯(mma)单体加入引发剂、4,4-二氟庚二酸二乙酯、丙烯酸羟丙酯在70℃下搅拌反应1.5-2h,得到化合物a;

所述4,4-二氟庚二酸二乙酯和丙烯酸羟丙酯为聚甲基丙烯酸甲酯单体质量分数的1-3%,4,4-二氟庚二酸二乙酯和丙烯酸羟丙酯摩尔比为1-6之间;

所述化合物a为f-mma-oh;

s3、合成化合物b:向步骤s2中合成的化合物a中加入mdi-50,在70℃下搅拌反应1.5-2h,得到化合物b;

化合物a中的-oh与mdi-50中的-nco的摩尔比为1:2;

所述化合物b为f-mma-nco;

s4、合成改性纳米zno粒子:取溶胶凝胶法合成的多孔zno纳米粒子,加入到步骤s3合成的化合物b中,混合搅拌,在70-85℃下搅拌反应1.5-2h得到改性纳米zno粒子;

s5、合成纳米zno改性树脂:将1-2重量份的步骤s4合成的改性zno纳米粒子与100重量份的步骤s1合成的基础树脂混合搅拌反应形成纳米zno改性树脂;

s6、成膜:向步骤s5中反应得到的纳米zno改性树脂中加入0.8‰wt二月桂酸二丁基锡或有机铋混合,在100-120℃下超声搅拌反应20min,然后喷涂成膜,形成超透明疏水疏油薄膜。

进一步的,在本实施方式中步骤s1中所述异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、多苯基多异氰酸酯(papi)、mdi-50、萘二异氰酸酯(ndi)、间苯二甲撑二异氰酸酯(xdi)中的一种。

进一步的,在本实施方式中步骤s1中所述多元醇选自聚丙二醇(ppg)、聚乙二醇(peg)、蓖麻油(co)、苯基乙胺(pea)中的一种。

进一步的,在本实施方式中步骤s1中所述扩链剂选自1-4丁二醇(bdo)、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(moca)中的一种。

进一步的,在本实施方式中步骤s1中异氰酸酯的-nco与多元醇中的-oh的摩尔比为1.2-1.3。

进一步的,在本实施方式中步骤s1中所述扩链剂的量为步骤s1中异氰酸酯的-nco与多元醇中的-oh反应后剩余的异氰酸酯中-nco的量的0.9倍。

进一步的,在本实施方式中步骤s2中引发剂选自bpo或者偶氮二异丁腈(aibn)中的一种,用量为聚甲基丙烯酸甲酯单体的1-3%。

进一步的,在本实施方式中步骤s4中多孔zno纳米粒子的粒径范围为200-300nm。

一种超透明疏水疏油薄膜,采用上述方法制备,其表面为树突状微纳结构。

相对于现有技术,本发明的技术效果在于:

本发明的薄膜透明度好,疏水和疏油性能好,在物件表面保护(如幕墙玻璃、漆面及喷涂工具表面保护)领域有广泛的应用前景;

本发明薄膜的制备方法过程简单,反应条件温和,可控性好,且该反应中的原子利用率高,反应的转化率几乎都能达到100%,且使用的溶剂少,后处理过程少,节约了成本,节省了时间。

最后应说明的是:以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围。

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