柔性透明导电疏水纸张及其制备方法技术

本发明专利技术提供了柔性透明导电疏水纸张的制备方法，包括以下步骤：透明疏水导电油墨的制备：将疏水性离子液体与可聚合单体在常温下混合均匀，加入光引发剂和交联剂，并搅拌反应液1小时，制得预聚物溶液，即透明疏水导电油墨；透明纸基材的制备：用2,2,6,6‑四甲基哌啶氧化物对纤维素进行氧化，制成纳米纤维素，再进行真空抽滤，制得透明纸；柔性透明导电疏水纸张的制备：将制得的透明导电油墨均匀地涂在透明纸上，在紫外光下进行固化，得到柔性透明导电疏水纸张。本发明专利技术提供的柔性透明导电疏水纸张及其制备方法，通过在透明纸张表面涂覆一层透明疏水导电油墨，然后经光固化后在纸张表面形成涂层，赋予纸张柔性导电疏水的特性。

【技术实现步骤摘要】
柔性透明导电疏水纸张及其制备方法
本专利技术涉及纸张领域，具体涉及柔性透明导电疏水纸张及其制备方法。
技术介绍
由于纸张具有可再生、环保、轻盈、机械柔韧以及可丢弃等性能，但同时其存在一些不足：纸张具有良好的电绝缘性，其力学强度一般，由于纸张含有亲水性官能团，具有非常良好的吸湿性，导致自身的润涨，并且纸表面也很容易被外部环境所沾脏而不易清洁；当与其它化合物复合时，会降低材料的力学性能，甚至影响材料的使用寿命。所以，要使纸张在更多的领域，尤其是在微电子产品、电池等能源，乃至太阳能领域能有广泛的应用。(1)纸张须具备良好的疏水性能。纸张疏水表面的存在使得纸张材料的水分不因外界环境的变化而轻易改变，从而使性能更加稳定，并且疏水表面使得植物纤维表面具有防污、耐脏的特点。(2)要使得纸张纤维在微电子、导电等能源领域得到应用，纸张必须具有比较高的导电性能。所以必须与一些导电物质，如金属、碳纳米管、石墨烯、半导体、以及有机导电高分子等以一定稳定的形式结合，从而纸材料更高的导电性能。申请号为201811282393.4公开的一种超疏水透明导电纸及其制备方法，包括以下步骤：(1)纳米二氧化硅粒子的制备；(2)羟基化碳纳米管的制备；(3)将纳米二氧化硅粒子与羟基化碳纳米管混合均匀，并对其进行超疏水改性；(4)透明纸的制备；(5)将步骤(3)中制得的混合物涂在透明纸上，在常温下进行干燥，得到超疏水透明导电纸。该方法制备的纸张，具有良好的疏水性、物理强度、导电性能。但该方法制备流程复杂，工艺繁多，成本高；且引入全黑色的碳纳米管作为导电成分会存在导电性与光学透明性相互制约的缺陷。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供柔性透明导电疏水纸张及其制备方法，通过在透明纸张表面涂覆一层透明疏水导电油墨，然后经光固化后在纸张表面形成涂层，赋予纸张柔性导电疏水的特性。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案来解决：柔性透明导电疏水纸张的制备方法，包括以下步骤：S1透明疏水导电油墨的制备：将疏水性离子液体与可聚合单体在常温下混合均匀，加入光引发剂和交联剂，并搅拌反应液1小时，制得预聚物溶液，即透明疏水导电油墨；S2透明纸基材的制备：用2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物对纤维素进行氧化，制成纳米纤维素，再进行真空抽滤，制得透明纸；S3柔性透明导电疏水纸张的制备：将步骤S1中制得的透明导电油墨均匀地涂在透明纸上，在紫外光下进行固化，得到柔性透明导电疏水纸张。具体的，所述疏水性离子液体选自1-丁基-2,3-二甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐、N-丁基-N-甲基哌啶双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、N-己基吡啶六氟磷酸盐、1,2-二甲基-3-羟乙基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中的一种。具体的，所述可聚合单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种。具体的，所述光引发剂选自苯偶姻及其衍生物光引发剂、苯偶酰类光引发剂、烷基苯酮类光引发剂、酰基膦氧化物光引发剂中的至少一种。具体的，所述交联剂选自二缩三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。具体的，所述紫外光的固化能量为2Kw。具体的，所述紫外光的固化时间为5～30min。一种柔性透明导电疏水纸张，应用柔性透明导电疏水纸张的制备方法所制得的柔性透明导电疏水纸张。本专利技术的有益效果是：本专利技术的柔性透明导电疏水纸张及其制备方法，使用无色透明的疏水导电涂层涂覆在纸张表面，通过快速光固化工艺即可完成制作，操作简单，加工效率高，固化后在纸张表面形成透明导电疏水涂层，避免了使用有色导电成分对光学透明度带来的弊端，赋予了纸张优异的柔性、耐弯折、疏水防潮、高透性、导电性等特性，并且制作过程中不含如氟等对环境有危害的成分，绿色环保。具体实施方式为了能进一步了解本专利技术的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。实施例1柔性透明导电疏水纸张的制备方法，包括以下步骤：(A1)透明疏水导电油墨的制备：将1-丁基-2,3-二甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐与甲基丙烯酸甲酯在25℃下混合均匀，加入苯偶姻醚作为光引发剂和二缩三丙二醇二丙烯酸酯作为交联剂，并用磁力搅拌器搅拌反应液1小时，制得预聚物溶液，即透明疏水导电油墨。(A2)透明纸基材的制备：2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物具有氧自由基，具有极强的氧化性，用2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物对纤维素进行氧化，纤维素具有结晶区和无定型区，氧自由基可以渗透到纤维素的无定形区，破坏无定型区的纤维素，从而留下结晶度高的结晶区纳米纤维素，因此制成纳米纤维素，再进行利用常规的造纸工艺进行真空抽滤等操作，制得厚度为1mm的透明纸。(A3)柔性透明导电疏水纸张的制备：将步骤A1中制得的透明导电油墨均匀地涂在透明纸上，在固化能量为2Kw的紫外光下进行固化15min，在紫外光(波长为250～420nm)照射下，苯偶姻醚吸收紫外光波长的能量，产生游离的苯甲酰自由基与苄醚自由基，苯甲酰自由基进而引发1-丁基-2,3-二甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、甲基丙烯酸甲酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯分子中的双键，发生连续聚合反应，聚合过程中，1-丁基-2,3-二甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐作为一种疏水性好、导电性高的疏水性离子液体，聚合后产生的化合物其疏水性、导电性能够得到很好的保留，使之在透明纸表面交联固化，固化后得到厚度仅为20μm的透明导电油墨层，因此制得一种高透性、疏水性、导电性高的柔性透明导电疏水纸张。(A4)电导率测试：使用《GB/T7977-2007纸、纸板和纸浆水抽提液电导率的测定》的测试标准对上述柔性透明导电疏水纸张进行电导率测试，以检测其导电性能，测试结果记录如下表1。(A5)透光率测试：使用《GB/T2410-1980透明塑料透光率和雾度试验方法》的测试标准对上述柔性透明导电疏水纸张进行透光率测试，以检测其透光性能，测试结果记录如下表1。(A6)防水性能测试：使用《GB/T1540-2002纸和纸板吸水性的测定可勃法》的测试标准对上述柔性透明导电疏水纸张进行吸水性测试，试验结果以可勃值C表示，单位是g/m2，是根据每1平方米的试样，吸水后称出的试样质量M(单位是g)与吸水前称出的试样质量m(单位是g)的差值乘以100得到，以检测其疏水能力，测试结果记录如下表1。实施例2柔性透明导电疏水纸张的制备方法，包括以下步骤：(B1)透明疏水导电油墨的制备：将1-丁基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐与丙烯酸乙酯在25℃下混合均匀，加入苯偶姻醚作为光引发剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.柔性透明导电疏水纸张的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1透明疏水导电油墨的制备：将疏水性离子液体与可聚合单体在常温下混合均匀，加入光引发剂和交联剂，并搅拌反应液1小时，制得预聚物溶液，即透明疏水导电油墨；/nS2透明纸基材的制备：用2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物对纤维素进行氧化，制成纳米纤维素，再进行真空抽滤，制得透明纸；/nS3柔性透明导电疏水纸张的制备：将步骤S1中制得的透明导电油墨均匀地涂在透明纸上，在紫外光下进行固化，得到柔性透明导电疏水纸张。/n

【技术特征摘要】
1.柔性透明导电疏水纸张的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1透明疏水导电油墨的制备：将疏水性离子液体与可聚合单体在常温下混合均匀，加入光引发剂和交联剂，并搅拌反应液1小时，制得预聚物溶液，即透明疏水导电油墨；
S2透明纸基材的制备：用2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物对纤维素进行氧化，制成纳米纤维素，再进行真空抽滤，制得透明纸；
S3柔性透明导电疏水纸张的制备：将步骤S1中制得的透明导电油墨均匀地涂在透明纸上，在紫外光下进行固化，得到柔性透明导电疏水纸张。


2.根据权利要求1所述的柔性透明导电疏水纸张的制备方法，其特征在于，所述疏水性离子液体选自1-丁基-2,3-二甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐、N-丁基-N-甲基哌啶双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、N-己基吡啶六氟磷酸盐、1,2-二甲基-3-羟乙基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中的一种。


3.根据权利要求1所述的柔性透明导电疏水纸张的制备方法，其特征在于，所述可聚合单体选自甲基丙烯酸甲酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仁爱，李小平，陈广学，魏建利，
申请(专利权)人：深圳市旺盈彩盒纸品有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44