铸膜液及其制备方法、以及高阻隔复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种铸膜液及其制备方法、以及高阻隔复合膜及其制备方法，所述铸膜液包括以下组分：可固化水性丙烯酸材料和硅酸盐二维材料；其中，所述硅酸盐二维材料的长径比不小于100。本发明专利技术利用自组装的方式使得铸膜液中硅酸盐二维材料均匀分散，且在固化成膜时，硅酸盐二维材料均匀分布在可固化水性丙烯酸材料交联形成的网络结构中，并与结构骨架通过共价键交联，一方面使得硅酸盐二维材料均匀分散，另一方面使得膜具有较强的稳定性，使用周期长；此外，由本铸膜液成型的复合膜延长了氢气在聚合物基材之中的渗透路径，使得复合膜具有较强的气体阻隔性能。较强的气体阻隔性能。较强的气体阻隔性能。

【技术实现步骤摘要】
铸膜液及其制备方法、以及高阻隔复合膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及新材料
，具体涉及一种铸膜液及其制备方法、以及高阻隔复合膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]在众多新能源中，氢能作为二次能源具有清洁、高效、可再生等优点，成为取代传统能源(煤、石油、天然气)的最佳替代品，被称为二十一世纪最有潜力的新能源之一。氢能的开发和利用主要包括氢气的制备、储存和运输、应用等三个技术环节。当前工业制氢已非难事，但制约氢能大规模应用的一个技术瓶颈是安全、经济和高效的储氢技术未得到有效解决。氢气的储存方法包括高压气态储存、低温液态储存和固态储存，目前大规模应用的方法是高压气态储存。由于氢气分子极小，渗透性极高，因此，亟需一种对氢阻隔性较好的薄膜。
[0003]目前，关于氢气阻隔的研究大多数集中在以石墨烯为主体的材料上，但石墨烯造价较高，且其与聚合物基材组成的复合薄膜中，石墨烯与聚合物多是依赖离子键或者范德华力进行连接，其稳定性和使用周期无法保证，不利于商业推广。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提出一种铸膜液及其制备方法、以及高阻隔复合膜及其制备方法，旨在解决现有阻氢材料稳定性差的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出一种铸膜液，所述铸膜液包括以下组分：可固化水性丙烯酸材料和硅酸盐二维材料；其中，所述硅酸盐二维材料的长径比不小于100。
[0006]可选地，所述硅酸盐二维材料包括蛭石、蒙脱石或者云母；和/或，
[0007]所述铸膜液中，所述可固化水性丙烯酸材料和所述硅酸盐二维材料的重量比为(1～2)：1。
[0008]此外，本专利技术还提出一种铸膜液的制备方法，所述铸膜液的制备方法包括以下步骤：
[0009]将硅酸盐二维材料分散在水中，获得分散液；
[0010]将可固化水性丙烯酸材料分散在水中，得到乳液；
[0011]将所述分散液和所述乳液混合，得到铸膜液。
[0012]可选地，所述将可固化水性丙烯酸材料分散在水中，得到乳液的步骤包括：
[0013]在无水条件下，将聚乙二醇、二官能度异氰酸酯以及二月硅酸二丁基锡混合，在75～90℃下进行反应，得到含有一级长链聚合物的第一混合溶液；
[0014]向所述第一混合溶液中加入二羟甲基甲酸，以进行扩链反应，得到含有二级长链聚合物的第二混合溶液；
[0015]向所述第二混合溶液中加入羟基丙烯酸类化合物，在75～90℃条件下反应，然后加入对甲氧基苯酚，中和后加入水，强力搅拌形成乳液。
[0016]可选地，所述聚乙二醇包括聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600或者聚乙二醇800；和/或，
[0017]所述二官能度异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷
‑
4,4'
‑
二异氰酸酯以及异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或多种；和/或，
[0018]所述羟基丙烯酸类化合物包括丙烯酸羟乙酯或者丙烯酸羟丙酯；和/或，
[0019]所述羟基丙烯酸类化合物和所述二官能度异氰酸酯的摩尔比为2～2.2：1。
[0020]可选地，所述分散液的质量百分含量为1％～6％；和/或，
[0021]所述乳液的固含量为5～20％。
[0022]此外，本专利技术还提出一种高阻隔复合膜，所述高阻隔复合膜包括：
[0023]本体，形成有交联结构，所述本体的材质包括可固化水性丙烯酸材料；以及，
[0024]多个阻隔层，在所述本体的厚度方向上间隔且层叠设置在所述本体内，各所述阻隔层由多个硅酸盐二维材料铺展而成，且多个所述硅酸盐二维材料中至少部分与所述交联结构通过共价键联结。
[0025]可选地，所述高阻隔复合膜的厚度为50～200μm。
[0026]此外，本专利技术还提出一种高阻隔复合膜的制备方法，所述高阻隔复合膜的制备方法包括以下步骤：
[0027]使用铸膜液，在基材表面形成涂层后，固化处理得到高阻隔复合膜；
[0028]其中，所述铸膜液包括以下组分：可固化水性丙烯酸材料和硅酸盐二维材料；其中，所述硅酸盐二维材料的长径比不小于100。
[0029]可选地，采用紫外灯照射所述涂层以使其固化，且所述紫外灯的功率为400～800W，固化时间为30～60s。
[0030]本专利技术提供的技术方案中，选用可固化水性丙烯酸材料和硅酸盐二维材料为原料，利用自组装的方式使得两种原料混合制备的铸膜液中硅酸盐二维材料均匀分散，且在固化成膜时，硅酸盐二维材料均匀分布在可固化水性丙烯酸材料交联形成的网络结构中，并与结构骨架通过共价键交联，一方面使得硅酸盐二维材料均匀分散，另一方面使得膜具有较强的稳定性，使用周期长；此外，由本铸膜液成型的复合膜中，多个硅酸盐二维材料平铺形成多个间隔且层叠设置的阻隔层，通过层层阻隔，延长了氢气在聚合物基材之中的渗透路径，使得复合膜具有较强的气体阻隔性能。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0032]图1为本专利技术提供的高阻隔复合膜的制备方法的流程示意图；
[0033]图2为本专利技术提出的高阻隔复合膜的结构示意图。
[0034]附图标号说明：
[0035][0036][0037]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“100和/或B”为例，包括100方案、或B方案、或100和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]目前大规模应用的方法是高压气态储存。由于氢气分子极小，渗透性极高，因此，亟需一种对氢阻隔性较好的薄膜。
[0040]目前，关于氢气阻隔的研究大多数集中在以石墨烯为主体的材料上，但石墨烯造价较高，且其与聚合物基材组成的复合薄膜中，石墨烯与聚合物多是依赖离子键或者范德华力进行连接，其稳定性和使用周期无法保证，不利于商业推广。
[0041]鉴于此，本专利技术提出一种一种铸膜液，所述铸膜液包括以下组分：可固化水性丙烯酸材料和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铸膜液，其特征在于，包括以下组分：可固化水性丙烯酸材料和硅酸盐二维材料；其中，所述硅酸盐二维材料的长径比不小于100。2.如权利要求1所述的铸膜液，其特征在于，所述硅酸盐二维材料包括蛭石、蒙脱石或者云母；和/或，所述铸膜液中，所述可固化水性丙烯酸材料和所述硅酸盐二维材料的重量比为(1～2)：1。3.一种如权利要求1或2所述的铸膜液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硅酸盐二维材料分散在水中，获得分散液；将可固化水性丙烯酸材料分散在水中，得到乳液；将所述分散液和所述乳液混合，得到铸膜液。4.如权利要求3所述的铸膜液的制备方法，其特征在于，所述将可固化水性丙烯酸材料分散在水中，得到乳液的步骤包括：在无水条件下，将聚乙二醇、二官能度异氰酸酯以及二月硅酸二丁基锡混合，在75～90℃下进行反应，得到含有一级长链聚合物的第一混合溶液；向所述第一混合溶液中加入二羟甲基甲酸，以进行扩链反应，得到含有二级长链聚合物的第二混合溶液；向所述第二混合溶液中加入羟基丙烯酸类化合物，在75～90℃条件下反应，然后加入对甲氧基苯酚，中和后加入水，强力搅拌形成乳液。5.如权利要求4所述的铸膜液的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇包括聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600或者聚乙二醇800；和/或，所述二官能度异氰酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈寿，刘晓东，罗山，彭晓华，曹艳，
申请(专利权)人：深圳市通产丽星科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：