一种基于Pickering乳液聚合法的光热保温型复合皮革涂饰剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Pickering乳液聚合法的光热保温型复合皮革涂饰剂及其制备方法和应用，属于皮革涂饰剂制备技术领域。本发明专利技术通过聚多巴胺修饰Ti

【技术实现步骤摘要】
一种基于Pickering乳液聚合法的光热保温型复合皮革涂饰剂及其制备方法
本专利技术属于皮革涂饰剂制备
，涉及一种基于Pickering乳液聚合法的光热保温型复合皮革涂饰剂及其制备方法。
技术介绍
皮革工业是我国轻工业的重要支柱产业之一。然而，皮革的保暖性较差，限制了服装革、鞋面革等在寒冷户外环境中的使用，这不利于皮革行业的发展。提高服装革等在冬季户外环境下的保暖性是实现皮革高值化的重要发展方向。发展保温型皮革涂饰剂有望解决服装革保暖性不足的缺陷，冲破服装革在冬季户外服装市场的发展桎梏。目前已有的保温型皮革涂饰剂的设计思路主要是通过添加中空纳米材料引入低导热的空气来提升皮革涂层的隔热性能。中国专利201710210661.0A公开了一种以物理共混法在聚丙烯酸酯乳液中引入中空二氧化钛纳米粒子制备保温型涂层的方法，该方法首先以无模板法制备出中空二氧化钛纳米粒子，然而将其引入聚丙烯酸酯乳液中，所制得的复合涂层具有一定的隔热保温性能，但其隔热性能的提升十分有限。通常，皮革表面的涂层厚度仅有20μm左右，过低的厚度难以大幅度提升皮革整体的隔热性能。因此，通过引入中空纳米材料来提升皮革涂层隔热性能的方法的实际使用效果不佳。根据热传递原理，人体与外界存在温度差是人体向外散热的根本原因，提高服装革的表面温度将减少人体与外的散热总量，从而提升皮革制品的保暖性。Ti3C2是一种新型二维材料，具有优异的光热转换性能，能够以接近100％的光热转换率将光能转换为热能。专利技术人前期以物理共混法将Ti3C2引入聚丙烯酸酯乳液中，制得了具有光热转换功能的复合皮革涂饰剂乳液，相关成果发表在Langmuir(DOI：10.1021/acs.langmuir.9b03943)。但是，由于Ti3C2的密度较大，以共混法制得的复合皮革涂饰剂乳液在实际使用过程中易发生沉降团聚问题，从而影响了皮革涂饰剂的光热转换性能和其他性能。目前通过物理共混法在皮革涂饰剂中添加中空纳米粒子的方法不能大幅提升皮革涂层的隔热性能。而以物理共混法在皮革涂饰剂乳液中引入光热转换填料Ti3C2的方法不能解决Ti3C2沉降团聚问题。因此以上方法对皮革保暖性能的提升效果不足。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于Pickering乳液聚合法的光热保温型复合皮革涂饰剂及其制备方法，通过本专利技术的制备方法能够避免物理共混法引入Ti3C2时的沉降团聚问题，通过该制备方法制得的光热保温型复合皮革涂饰剂用于皮革的涂饰工艺中，能够通过光照迅速提升皮革的表面温度，从而减小人体与服装革表面的温度差，最终降低人体的散热总量。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术公开了一种基于Pickering乳液聚合法的光热保温型复合皮革涂饰剂的制备方法，包括以下步骤：1)利用盐酸多巴胺的自聚合反应修饰Ti3C2纳米片，制得两亲性聚多巴胺修饰Ti3C2纳米片；2)将步骤1)制得的两亲性聚多巴胺修饰Ti3C2纳米片作为乳化剂，配合助乳化剂，将乙烯基类单体在水中进行超声乳化，制得预乳液；3)利用Pickering乳液聚合法，在惰性气氛中，以水为溶剂、过硫酸铵为引发剂，将步骤2)制得的预乳液引发聚合，得到产物体系，产物体系冷却后调节pH值为7.5～8.5，得到弱碱性产物混合物，过滤弱碱性产物混合物并留取滤液，制得光热保温型复合皮革涂饰剂。优选地，步骤1)中，盐酸多巴胺和Ti3C2纳米片的质量比为(1～5):1。优选地，步骤2)中，助乳化剂为正丁醇。优选地，两亲性聚多巴胺修饰Ti3C2纳米片、助乳化剂、乙烯基类单体和水质量比为(0.1～0.5):(0.5～2):100:125。优选地，步骤2)中，超声功率为600W，超声时间为10分钟。优选地，步骤2)中，乙烯基类单体为甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯与丙烯酸丁酯组成的混合物，甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯与丙烯酸丁酯的质量比为(4～6):(4～6)。优选地，步骤3)中，过硫酸铵、乙烯基类单体与水的质量比为3:100:375。本专利技术还公开了采用上述制备方法制得的光热保温型复合皮革涂饰剂。优选地，通过调节两亲性聚多巴胺修饰Ti3C2纳米片的含量，能够调控经所述基于Pickering乳液聚合法的热保温型复合皮革涂饰剂涂饰后的皮革的升温速率。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术公开了一种光热保温型复合皮革涂饰剂的制备方法，该制备方法通过聚多巴胺(PDA)修饰Ti3C2制得两亲性聚多巴胺修饰Ti3C2纳米片(两亲性Ti3C2@PDA纳米片)，并利用Pickering乳液聚合法原位引入两亲性Ti3C2@PDA纳米片，制得光热保温型聚丙烯酸酯/Ti3C2@PDA复合皮革涂饰剂乳液。其中，正是通过原位引入两亲性Ti3C2@PDA纳米片的方法，解决了传统物理共混法中高密度Ti3C2的沉降难题，同时，Ti3C2和PDA具有协同的光热转换效应，可通过光照迅速提升皮革的表面温度，从而减小人体与服装革表面的温度差，最终降低人体的散热总量，此外，通过将产物体系的pH值调节至弱碱性，有利于最终所得光热保温型复合皮革涂饰剂的乳液的稳定性。现有的在皮革涂饰剂乳液中引入中空纳米粒子提升皮革涂层隔热性能的方法不能大幅度降低皮革整体的隔热性能，而通过共混法引入Ti3C2来制备光热型皮革涂饰剂的方法无法避免高密度Ti3C2的沉降团聚问题。进一步地，通过选择甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯与丙烯酸丁酯构成的混合单体体系作为反应单体，是出于对材料软硬度的选择考虑，由于甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯属于硬单体，丙烯酸丁酯属于软单体，因此通过混合单体体系的设计、并通过合适的配比调节，能够使光热保温型复合皮革涂饰剂经使用后形成的涂层具有适当的软硬度。本专利技术还公开了采用上述方法制得的一种光热保温型复合皮革涂饰剂。所述光热保温型复合皮革涂饰剂，通过采用Pickering乳液聚合法以原位的方式引入具有协同光热转换效应的两亲性Ti3C2@PDA纳米片，提升了Ti3C2的分散性，解决了高密度的Ti3C2在皮革涂饰剂乳液中的沉降问题，得到体系均一稳定的光热保温型复合皮革涂饰剂。将本专利技术所述的光热保温型复合皮革涂饰剂用于皮革的涂饰工艺，利用Ti3C2和PDA的协同光热转换效应使涂饰后皮革在自然光照条件下迅速自生热，无需额外供能，达到通过降低人体与服装革表面的温度差来减少人体散热总量的目的。进一步地，由于两亲性Ti3C2@PDA纳米片为光热转化材料，因此通过调节两亲性Ti3C2@PDA纳米片的比例含量，能够调控涂饰后皮革的升温速率，即随着两亲性Ti3C2@PDA纳米片用量的增加，最终涂饰后的皮革的升温速率加快。附图说明图1为本专利技术实施例1的升温曲线图；图2为本专利技术实施例2的升温曲线图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Pickering乳液聚合法的光热保温型复合皮革涂饰剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)利用盐酸多巴胺的自聚合反应修饰Ti

【技术特征摘要】
1.一种基于Pickering乳液聚合法的光热保温型复合皮革涂饰剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)利用盐酸多巴胺的自聚合反应修饰Ti3C2纳米片，制得两亲性聚多巴胺修饰Ti3C2纳米片；
2)将步骤1)制得的两亲性聚多巴胺修饰Ti3C2纳米片作为乳化剂，配合助乳化剂，将乙烯基类单体在水中进行超声乳化，制得预乳液；
3)利用Pickering乳液聚合法，在惰性气氛中，以水为溶剂、过硫酸铵为引发剂，将步骤2)制得的预乳液引发聚合，得到产物体系，产物体系冷却后调节pH值为7.5～8.5，得到弱碱性产物混合物，过滤弱碱性产物混合物并留取滤液，制得光热保温型复合皮革涂饰剂。


2.根据权利要求1所述的基于Pickering乳液聚合法的光热保温型复合皮革涂饰剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，盐酸多巴胺和Ti3C2纳米片的质量比为(1～5):1。


3.根据权利要求1所述的基于Pickering乳液聚合法的光热保温型复合皮革涂饰剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，助乳化剂为正丁醇。


4.根据权利要求3所述的基于Pickering乳液聚合法的光热保温型复合皮革涂饰剂的制备方法，其特征在于，两亲性聚多巴胺修饰Ti3C...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建中，卫林峰，张文博，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61