一种环境响应型超双疏涂料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环境响应型超双疏涂料的制备方法，首先采用聚合反应单体制备聚合物，再将聚合物与环境响应型单体反应，得到环境响应型超双疏聚合物，同时对无机纳米颗粒进行改性，再将得到的环境响应型超双疏聚合物倒入溶剂中，之后加入改性无机纳米颗粒常温下搅拌引发反应，完成无机纳米颗粒和环境响应型超双疏聚合物的杂化,得到环境响应型超双疏涂料。本发明专利技术一种环境响应型超双疏涂料的制备方法，解决了现有技术中存在的疏水、疏油涂层不具备亲疏水转换的问题，制备的涂料广泛适用于木塑复合材料、塑料、玻璃、棉布、陶瓷、纸张和金属材料表面，具有广阔的应用前景。

Preparation of an Environmental Responsive Super Double Sparse Coating

【技术实现步骤摘要】
一种环境响应型超双疏涂料的制备方法
本专利技术属于涂料
，涉及一种环境响应型超双疏涂料的制备方法。
技术介绍
木塑复合材料(WPC)近些年被确认为绿色环保的新型材料,广泛应用于日常生活和工业生产领域。木塑复合材料的主要增塑材料为木材纤维、秸秆纤维和竹纤维等纤维质材料和废旧塑料，其产品主要用作天然木材和传统塑料的替代。木塑复合材料中填充有大量的植物纤维，吸水性很强，水分会给复材带来变形、腐朽降解等不良影响，降低复材材质的整体水平，限制复材的应用。此外，木塑复合材料长期暴露在外界环境，存在酸碱腐蚀、高温暴晒、有机溶剂污染等问题。在材料表面构建具有环境响应型的疏水、疏油涂层，不能对外界环境的变化做出适应性的应答和亲疏水转换，材料的性能和寿命已经成为其发展的重要问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种一种环境响应型超双疏涂料的制备方法，解决了现有技术中制备涂料的疏水、疏油涂层不具备亲疏水转换的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种环境响应型超双疏涂料的制备方法，具体按照下述步骤实施：步骤1，采用聚合反应单体制备聚合物，再将聚合物与环境响应型单体反应，得到环境响应型超双疏聚合物；对无机纳米颗粒进行改性；步骤2，将所述环境响应型超双疏聚合物加入溶剂中，再向溶剂中加入改性后的无机纳米颗粒进行搅拌，得到环境响应型超双疏涂料。本专利技术的特点还在于：步骤1按照下述方法进行：步骤1.1，将由聚合反应单体、引发剂以及催化剂组成的聚合物溶质加入密闭反应容器中，向密闭反应容器中加入溶剂，再向密闭反应容器中通入氮气，集热式磁力搅拌器加热搅拌,加入正己烷纯化、过滤干燥，得到聚合物；步骤1.2，将由环境响应型单体、引发剂、步骤1.1得到的聚合物和催化剂组成的环境响应型超双疏聚合物溶质加入密闭反应容器中，再向密闭反应容器中加入溶剂，向密闭反应容器中通入氮气，集热式磁力搅拌器加热搅拌，加入正己烷纯化、过滤干燥，得到环境响应型超双疏聚合物。步骤1.1中聚合物溶质与溶剂质量比为5-8:10；所述聚合反应单体由丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十七氟癸酯、甲基丙烯酸三氟乙酯和丙烯酸八氟戊酯中的任意两种组成；参与制备聚合物的任意两种聚合反应单体按质量比为1-9:1-9。步骤1.2中环境响应型超双疏聚合物溶质与溶剂质量比为5-8:10；所述环境响应型超双疏聚合物溶质中，聚合物和环境响应型单体质量比为1-9:1-9；环境响应型单体为甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、N-异丙基丙烯酰胺、4-乙烯基吡啶或甲基丙烯酸。引发剂是偶氮二异丁腈为聚合反应单体质量的1％-5％；催化剂是亚硫酸氢钠为聚合反应单体质量的1％-5％。通入氮气时间为30min～60min；集热式磁力搅拌器加热温度为70℃-90℃，磁力搅拌时间为60min-120min。步骤1无机纳米颗粒进行改性按照下述方法进行：按质量比为0.3-0.8:10称取无机纳米颗粒和质量分数为92％～98％的乙醇，将称取的无机纳米颗粒倒入乙醇超声分散后调节溶液pH值为7.5-9，在溶液中滴加偶联剂，无机纳米颗粒和偶联剂质量比为1-9:1-9，集热式磁力搅拌器加热搅拌，将反应后的浑浊液利用离心机离心纯化得到的改性无机纳米颗粒放置于真空烘箱干燥至恒重，得到改性无机纳米颗粒。超声分散时间为30min-40min；集热式磁力搅拌器加热温度为70℃-90℃，磁力搅拌时间为60min-120min；所述真空烘箱干燥温度为120℃-130℃；无机纳米颗粒为纳米氧化铝、纳米二氧化硅、纳米二氧化锆或纳米二氧化钛；偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、KH-560或KH-570。步骤2中环境响应型超双疏聚合物和溶剂质量比为0.1-1:10；改性无机纳米颗粒为环境响应型超双疏型聚合物质量的1％-10％；常温下磁力搅拌时间为10h-15h。溶剂为三氟甲苯、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或六氟甲苯。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种环境响应型超双疏涂料的制备方法，解决吸水变形，酸碱老化以及亲疏水智能转换的问题，制备的涂料广泛适用于木塑复合材料、塑料、玻璃、棉布、陶瓷、纸张和金属材料表面，具有广阔的应用前景。附图说明图1是本专利技术环境响应超双疏涂料实施例1的pH响应润湿性可逆转换测试水接触角(WCA)/°)图；图2是本专利技术环境响应超双疏涂料实施例1的pH响应润湿性可逆转换测试油接触角(OCA)/°)图；图3是本专利技术环境响应超双疏涂料实施例2的温度响应润湿性可逆转换测试水接触角(WCA)/°)图；图4是本专利技术环境响应超双疏涂料实施例2的温度响应润湿性可逆转换测试油接触角(OCA)/°)图；图5是本专利技术环境响应超双疏涂料实施例3的pH响应润湿性可逆转换测试水接触角(WCA)/°)图；图6是本专利技术环境响应超双疏涂料实施例3的pH响应润湿性可逆转换测试油接触角(OCA)/°)图。图7是本专利技术环境响应超双疏涂料实施例4的温度响应润湿性可逆转换测试水接触角(WCA)/°)图；图8是本专利技术环境响应超双疏涂料实施例4的温度响应润湿性可逆转换测试油接触角(OCA)/°)图；图9是本专利技术环境响应超双疏涂料实施例5的pH响应润湿性可逆转换测试水接触角(WCA)/°)图；图10是本专利技术环境响应超双疏涂料实施例5的pH响应润湿性可逆转换测试油接触角(OCA)/°)图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种环境响应型超双疏涂料的制备方法，具体按照下述步骤实施：步骤1，采用聚合反应单体制备聚合物，再将聚合物与环境响应型单体反应，得到环境响应型超双疏聚合物；对无机纳米颗粒进行改性；步骤1.1，将由聚合反应单体、引发剂以及催化剂组成的聚合物溶质加入密闭反应容器中，再向密闭反应容器中加入溶剂，聚合物溶质与溶剂质量比为5-8:10，向密闭反应容器中通入氮气，集热式磁力搅拌器加热搅拌,加入正己烷纯化、过滤干燥，得到聚合物；步骤1.2，将由步骤1.1得到的聚合物、环境响应型单体、引发剂和催化剂组成的环境响应型超双疏聚合物溶质加入密闭反应容器中，再向密闭反应容器中加入溶剂，环境响应型超双疏聚合物溶质与溶剂质量比为5-8:10，向密闭反应容器中通入氮气，集热式磁力搅拌器加热搅拌，加入正己烷纯化、过滤干燥，得到聚合物；聚合反应单体由丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十七氟癸酯、甲基丙烯酸三氟乙酯和丙烯酸八氟戊酯中的任意两种组成；参与制备聚合物的任意两种聚合反应单体按质量比为1-9:1-9。环境响应型超双疏聚合物溶质中，聚合物和环境响应型单体质量比为1-9:1-9；环境响应型单体为甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、N-异丙基丙烯酰胺、4-乙烯基吡啶或甲基丙烯酸。引发剂是偶氮二异丁腈为聚合反应单体质量的1％-5％；催化剂是亚硫酸氢钠为聚合反应单体质量的1％-5％。通入氮气时间为30min～60min；集热式磁力搅拌器加热温度为70℃-90℃，磁力搅拌时间为60min-120min。步骤1无机纳米颗粒进行改性按照下述方法进行：按质量比为0.3-0.8:10称取无机纳米颗粒和质量分数为92％～98％的乙醇，将称取的无机纳米颗粒倒入乙醇超声分散后调节溶液pH值为7.5-9，在溶液中滴加偶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环境响应型超双疏涂料的制备方法，其特征在于，具体按照下述步骤实施：步骤1，采用聚合反应单体制备聚合物，再将聚合物与环境响应型单体反应，得到环境响应型超双疏聚合物；对无机纳米颗粒进行改性；步骤2，将所述环境响应型超双疏聚合物加入溶剂中，再向溶剂中加入改性后的无机纳米颗粒进行搅拌，得到环境响应型超双疏涂料。

【技术特征摘要】
1.一种环境响应型超双疏涂料的制备方法，其特征在于，具体按照下述步骤实施：步骤1，采用聚合反应单体制备聚合物，再将聚合物与环境响应型单体反应，得到环境响应型超双疏聚合物；对无机纳米颗粒进行改性；步骤2，将所述环境响应型超双疏聚合物加入溶剂中，再向溶剂中加入改性后的无机纳米颗粒进行搅拌，得到环境响应型超双疏涂料。2.根据权利要求1所述的一种环境响应型超双疏涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤1按照下述方法进行：步骤1.1，将由聚合反应单体、引发剂以及催化剂组成的聚合物溶质加入密闭反应容器中，向密闭反应容器中加入溶剂，再向密闭反应容器中通入氮气，集热式磁力搅拌器加热搅拌,加入正己烷纯化、过滤干燥，得到聚合物；步骤1.2，将由环境响应型单体、引发剂、步骤1.1得到的聚合物和催化剂组成的环境响应型超双疏聚合物溶质加入密闭反应容器中，再向密闭反应容器中加入溶剂，向密闭反应容器中通入氮气，集热式磁力搅拌器加热搅拌，加入正己烷纯化、过滤干燥，得到环境响应型超双疏聚合物。3.根据权利要求2所述的一种环境响应型超双疏涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤1.1中聚合物溶质与溶剂质量比为5-8:10；所述聚合反应单体由丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十七氟癸酯、甲基丙烯酸三氟乙酯和丙烯酸八氟戊酯中的任意两种组成；参与制备聚合物的任意两种聚合反应单体按质量比为1-9:1-9。4.根据权利要求2所述的一种环境响应型超双疏涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤1.2中环境响应型超双疏聚合物溶质与溶剂质量比为5-8:10；所述环境响应型超双疏聚合物溶质中，聚合物和环境响应型单体质量比为1-9:1-9；环境响应型单体为甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、N-异丙基丙烯酰胺、4-乙烯基吡啶或甲基丙烯酸。5.根据权利要求2所述的一种环境响应型...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯成敏，李娜，张效林，曹从军，夏卫民，寇艳萍，王梅，张伟，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61