超疏水性聚氨酯薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超疏水性聚氨酯薄膜的制备方法，制备方法的步骤包括：将聚氨酯溶解于第一溶剂中，搅拌得到质量浓度为11％～13％的纺丝溶液；所述第一溶剂由N,N

【技术实现步骤摘要】
超疏水性聚氨酯薄膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及超疏水性材料领域，尤其涉及一种超疏水性聚氨酯薄膜的制备方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的不断发展，超疏水材料在制备与应用方面都有了不俗的进步，并且在玻璃的自清洁、金属和建筑物等外表面的防腐蚀、服装的防污防水，工业含油废水的油水分离以及防覆冰、防雾等领域展现出了巨大的应用价值。
[0003]近年来，水污染问题变得日趋严重，海上原油的泄露造成了对生态环境不可逆的危害。因此，急需研发一款具有耐用性、稳定性的超疏水材料以满足多种应用所需。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术实施例提供了一种超疏水性聚氨酯薄膜的制备方法，该制备方法工艺简单，成本低，制备过程中不需要特殊的设备，制备形成的超疏水性聚氨酯薄膜在自清洁和油水分离领域具有应用价值。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种超疏水性聚氨酯薄膜的制备方法，制备方法的步骤包括：
[0006]将聚氨酯溶解于第一溶剂中，搅拌得到质量浓度为11％～13％的纺丝溶液；所述第一溶剂由N,N
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二甲基甲酰胺和四氢呋喃混合而成；
[0007]将所述纺丝溶液通过静电纺丝，获得聚氨酯薄膜；
[0008]将电喷溶液通过静电喷雾的方式形成混合微球并电沉积在所述聚氨酯薄膜的表面，制得超疏水性聚氨酯薄膜；所述电喷溶液的粘度为15mpas～100mpas，在所述电喷溶液中至少含有两种用于成形所述混合微球的物质。
>[0009]上述技术方案中，所述电喷溶液的制备步骤包括：
[0010]将聚氨酯溶解于N,N
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二甲基甲酰胺，搅拌得到第一溶液；
[0011]将十六烷基三甲氧基硅烷和乙醇超声共混得到第二溶液；
[0012]将所述第一溶液和所述第二溶液超声共混得到所述电喷溶液。
[0013]上述技术方案中，“将聚氨酯溶解于N,N
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二甲基甲酰胺”中所述聚氨酯与所述N,N
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二甲基甲酰胺的质量比为(0.5～0.7):20，优选的，所述聚氨酯与所述N,N
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二甲基甲酰胺的质量比为0.628:20。
[0014]上述技术方案中，“将十六烷基三甲氧基硅烷和乙醇超声共混得到第二溶液”中所述十六烷基三甲氧基硅烷和乙醇的质量比为(0.5～0.7):20，优选的，所述十六烷基三甲氧基硅烷和乙醇的质量比为0.628:20。
[0015]上述技术方案中，“将所述第一溶液和所述第二溶液超声共混得到所述电喷溶液”中所述第一溶液和所述第一溶液的质量比(3～5):1。
[0016]上述技术方案中，所述混合微球为聚氨酯和十六烷基三甲氧基硅烷混合微球；所述混合微球的粒径为0.9μm～1.3μm。
[0017]上述技术方案中，所述第一溶剂中所述N,N
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二甲基甲酰胺和所述四氢呋喃的质量比为1:1；所述聚氨酯与所述第一溶剂的质量比为(2.5～3):20，优选的，所述聚氨酯与所述第一溶剂的质量比为2.78:20。
[0018]上述技术方案中，“将所述纺丝溶液通过静电纺丝，获得聚氨酯薄膜”中所述聚氨酯薄膜内聚氨酯纤维的直径为150nm～400nm。
[0019]上述技术方案中，“将所述纺丝溶液通过静电纺丝，获得聚氨酯薄膜”中所述静电纺丝参数包括：温度25℃，湿度60％～65％，推进速度0.4mL/h，推进量4mL，电压16kV，喷雾针头直径0.34mm，所述喷雾针头到接收板的距离15cm，接收装置为平板接收装置；所述平板接收装置上覆盖有用于接收所述聚氨酯薄膜的硅油纸。
[0020]上述技术方案中，“将电喷溶液通过静电喷雾的方式形成混合微球并电沉积在所述聚氨酯薄膜的表面”中所述静电喷雾的参数包括：温度25℃，湿度60％～65％，推进速度0.4mL/h，推进量4mL，电压16kV，喷雾针头直径0.34mm，所述喷雾针头到接收板的距离15cm，接受装置为平板接收装置，所述平板接收装置上覆盖有用于附着所述混合微球的所述聚氨酯薄膜。
[0021]由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：
[0022]1.本专利技术通过静电纺丝制备具有优良力学性能且纤维直径在150nm～400nm的聚氨酯薄膜，再通过静电喷雾的方式将有低表面能物质修饰且粒径在0.9μm～1.3μm的混合微球电沉积在聚氨酯薄膜上，上述微纳结构的协同作用增加了聚氨酯薄膜的粗糙度，提高了产品整体的疏水性。
[0023]2.由聚氨酯和十六烷基三甲氧基硅烷形成聚氨酯和十六烷基三甲氧基硅烷的混合微球，与单纯的聚氨酯微球相比，进一步增加产品的疏水性和自清洁性能。
[0024]为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
[0025]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是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的附图。
[0026]图1是本专利技术实施例一制备的聚氨酯薄膜的SEM图；
[0027]图2是本专利技术实施例一制备的聚氨酯薄膜的纤维直径分布图；
[0028]图3是本专利技术实施例一制备的混合微球的SEM图；
[0029]图4是本专利技术实施例一制备的混合微球粒径分布图；
[0030]图5是本专利技术实施例一制备的混合微球的红外图；
[0031]图6是本专利技术实施例一制备的超疏水性聚氨酯薄膜的X射线光电子能谱图；
[0032]图7是本专利技术实施例一制备的超疏水性聚氨酯薄膜在不同比例时的接触角；
[0033]图8是本专利技术实施例一制备的超疏水性聚氨酯薄膜表面油滴的示意图；
[0034]图9是本专利技术实施例一制备的超疏水性聚氨酯薄膜表面水滴的示意图；
[0035]图10是本专利技术实施例一制备的超疏水性聚氨酯薄膜在不同环境下的接触角和滚
动角；
[0036]图11是本专利技术实施例一制备的超疏水性聚氨酯薄膜的自清洁性能；
[0037]图12是本专利技术实施例一制备的超疏水性聚氨酯薄膜的油水分离性能。
具体实施方式
[0038]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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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]实施例一：参见图1～12所示，一种超疏水性聚氨酯薄膜的制备方法，制备方法的步骤包括：
[0040]将聚氨酯溶解于第一溶剂中，搅拌得到质量浓度为11％～13％的纺丝溶液；所述第一溶剂由N,N
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超疏水性聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于，制备方法的步骤包括：将聚氨酯溶解于第一溶剂中，搅拌得到质量浓度为11％～13％的纺丝溶液；所述第一溶剂由N,N
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二甲基甲酰胺和四氢呋喃混合而成；将所述纺丝溶液通过静电纺丝，获得聚氨酯薄膜；将电喷溶液通过静电喷雾的方式形成混合微球并电沉积在所述聚氨酯薄膜的表面，制得超疏水性聚氨酯薄膜；所述电喷溶液的粘度为15mpas～100mpas，在所述电喷溶液中至少含有两种用于成形所述混合微球的物质。2.根据权利要求1所述的超疏水性聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于：所述电喷溶液的制备步骤包括：将聚氨酯溶解于N,N
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二甲基甲酰胺，搅拌得到第一溶液；将十六烷基三甲氧基硅烷和乙醇超声共混得到第二溶液；将所述第一溶液和所述第二溶液超声共混得到所述电喷溶液。3.根据权利要求2所述的超疏水性聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于：“将聚氨酯溶解于N,N
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二甲基甲酰胺”中所述聚氨酯与所述N,N
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二甲基甲酰胺的质量比为(0.5～0.7):20。4.根据权利要求2所述的超疏水性聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于：“将十六烷基三甲氧基硅烷和乙醇超声共混得到第二溶液”中所述十六烷基三甲氧基硅烷和乙醇的质量比为(0.5～0.7):20。5.根据权利要求2所述的超疏水性聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于：“将所述第一溶液和所述第二溶液超声共混得到所述电喷溶液”中所述第一溶液和所述第一溶液的质量比(3～5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王萍，叶旭，张岩，李媛媛，徐岚，刘福娟，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：