一种聚乙烯醇树脂有机硅改性水溶性设备保护膜溶液的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚乙烯醇树脂有机硅改性水溶性设备保护膜溶液的制备方法，其原料包括邻苯二甲酸单酯化聚乙烯醇树脂、邻苯二甲酸酐、对甲苯磺酸、二甲甲酰胺、八甲基环四硅氧烷、碱催化剂、二甲基二氯硅烷、缚酸剂、酸中和剂。碱催化剂可以是氢氧化钾、氢氧化钠、四甲基氢氧化铵等强碱物质。缚酸剂可以是碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、三乙胺等。酸中和剂可以是氢氧化钾、氢氧化钠；本方案通过以二甲基二氯硅烷为桥接剂将以八甲基环四硅氧烷为原料合成的二甲基硅氧烷连接在聚乙烯醇的分子链上，以达到降低表面张力减少污染物黏附，提高耐水性。提高耐水性。

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯醇树脂有机硅改性水溶性设备保护膜溶液的制备方法


[0001]本专利技术属于高分子涂层
，具体涉及一种聚乙烯醇树脂有机硅改性水溶性设备保护膜溶液的制备方法。

技术介绍

[0002]在目前的社会生产中大量运用机械设备，特别是基建中。为了达到美观、警示、易于分辨等目的常常在机械设备的表面涂上不同颜色的油漆，然而在设备使用过程中难免会有易污染物泄漏而造成设备表面被污染物附着覆盖。部分污染物在清洗时不易清理，或者难易快速清理，甚至损坏表面油漆，提高运营成本和维护成本。
[0003]两种特殊润湿性功能化材料的制备及其应用特性研究：大自然各种精妙的特殊润湿性激发了人类的灵感，研究者通过模仿自然制备了一系列具有特殊润湿性的材料，并广泛应用于防水、防结冰、防污染、防腐蚀、油水分离、自清洁、定向微流运输等领域。近年来随着表界面科学技术的发展，特殊润湿性表面的制备从最简单的自然模板法朝着精准设计、功能特殊的方向不断优化，然而特种润湿材料的大规模工业化生产依然受很多因素的限制，例如，高度疏水材料表面不能排斥具有较低表面张力系数的油性污染液体；尽管超疏油材料表面可以排斥低表面能液体，但其材料的微观设计非常复杂，机械稳定性也难以保障性能的实用长效性：油注入的防污材料经过高温、久置以及磨损后注入液体流失严重，且此类表面的设计要考虑到基底材料与润滑油的相容性以及测试液体与对基底润湿的优先性等；光滑表面常常通过接枝低表面能的柔性分子链达到对低表面张力系数的液体的滑动，然而很多接枝处理涉及到复杂的化学过程以及苛刻的反应温度和气氛条件，而且所得光滑表面难以承受长时间的外界化学和物理破坏。此外，聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为一种最常用的无污染低表面能修饰物
[0004]其固化却一直受到时间和空间的严重制约；常被用来构造疏水表面的微粒物需经特殊处理至微纳米级才能投入实验；光滑表面对测试液滴具有良好的滑动性，但是不一定具备优异的防涂鸦、抗腐蚀性能。针对上述提出的问题，本论文主要探究了绿色环保、易于大规模生产的高度疏水涂层和光滑表面涂层的制备，同时研究这两种特殊润湿材料的应用特性，包括疏水涂层的防污性与油水分离性以及光滑涂层的优异防污、防涂鸦和抗腐蚀性，具体研究内容如下。
[0005]1.以马铃薯淀粉颗粒和PDMS为实验原料，淀粉属于可再生资源，相比于其他微纳米颗粒绿色环保，PDMS也属于无毒低表面能修饰物，实验利用便于大规模生产的喷涂工艺初步制得疏水涂层后，紧接着用热风枪实现了涂层的快速固化，克服了传统烘箱热固化受时间和空间限制的问题。所得涂层对甲基蓝水溶液、泥水、可乐和橙汁等日常污染液均具有良好的防污性能；利用涂层所制备的油水分离材料可以快速地分离油水混合物和油包水乳液，经紫外吸收法测得油水混合物和油包水乳液的分离效率均保持在99％以上；此外，涂层具有良好机械稳定性和化学耐久性，经多次循环磨损和弯曲循环测试后
WaterContactAngel(WCA)几乎不变，经水、酸、盐等溶液长时间浸泡后涂层仞具有良好的疏水性。
[0006]2.上述制备的高度疏水涂层仅仅能够防止水性液体的浸渍与污染，对于乙醇、植物油、油墨等低表面张力系数的液体没有防污性，因此我们利用PDMS与聚二甲基氢化硅氧烷(PHMS)的交联制得一种光滑表面，该表面对表面张力系数低的液体具有良好的防污性，这主要得益于光滑表面分布的低表面能硅氧烷聚合物链，这层分子链被基体牢牢地固定在材料表面难以流失，同时，此类分子链具有良好的柔性，能够在一定范围内流动，有利于液体在其表面滑动。实验方法简单可控，不需要特殊气氛与温度条件；所制备的涂层高度透明且有很好的防污和防涂鸦效果，有机试剂、水性染料、油性墨水、水性墨水和粘油等均会顺利地滑离表面，油性记号笔在涂层表面涂鸦不会留下浓重的墨迹。电化学工作站测得有涂层金属相比裸露金属其自腐蚀电流密度降低了2个数量级，表示光滑斥液涂层对于降低金属的腐蚀性效果显著，自腐蚀电位向正方向移动表明被涂层保护的金属耐蚀性提高，Nyquist曲线回路直径显示有涂层的钢片的电阻值远远大于裸钢，说明涂层可以有效阻挡溶液中的离子渗透到钢中，降低钢在腐蚀液中被腐蚀破坏的倾向。此外，制备的涂层稳定性良好，涂层分别经60℃水浴4h、120℃水浴4h,250℃热处理24h、液氮冷冻1h、紫外辐射2h、太阳光照20天、反复擦拭250个循环等一系列测试后依然保持良好的防污、防涂鸦性能。
[0007]聚醚醚酮水性上浆剂对碳纤维热塑性复合材料界面性能的影响，天津工业大学学报Journal of Tianjin Polytechnic University,2022,41(3)，为了提高碳纤维(CFs)热塑性树脂基复合材料的界面性能，采用以相反转乳化法制备的聚醚醚酮(PEEK)水性上浆剂对CFs进行上浆处理，然后通过手糊热压的方式制备CFs/PEEK树脂热塑性复合材料，研究上浆剂乳液浓度与上浆剂的附着量对CFs及其热塑性复合材料界面性能的影响.结果表明：当PEEK上浆剂在水乳液中质量分数为2％时，乳液的表面张力具有最小值29.2mN/m,PEEK上浆剂乳液具有最佳的表面润湿与铺展性能，PEEK上浆剂的最佳附着量为6mg/g；采用此上浆工艺条件上浆后的CFs表面氧元素质量分数增加到19.51％,CFs复丝断裂强度较原厂上浆CFs提高了23.7％,制备的CFs/PEEK复合材料拉伸强度、弯曲强度和层间剪切强度比未上浆改性的分别提高了58.37％、37.01％和47.53％.与基体树脂同质的PEEK复合型水性上浆剂能明显改善CFs/PEEK复合材料的界面黏结性能，显著提高CFs/PEEK的整体力学性能
[0008]环氧改性水性聚氨酯上浆剂对碳纤维/氰酸酯树脂复合材料界面性能的影响，材料导报，Materials Review,2019,33(10)，使用自行合成的环氧改性水性聚氨酯(EWPU)上浆剂对碳纤维进行表面处理，主要研究了EWPU上浆剂对碳纤维表面及碳纤维/氰酸酯树脂复合材料界面性能的影响，采用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和静态接触角等表征方法对比研究了二次上浆处理前碳纤维(CF)和处理后碳纤维(MCF)的表面形貌、表面化学元素组成和浸润性的变化.并通过单纤维破碎实验和短梁剪切法，研究了EWPU上浆剂对碳纤维/氰酸酯树脂复合材料界面力学性能的影响.结果表明，经EWPU上浆处理后碳纤维表面O/C值增加了39.13％,表面活性官能团的含量增加了14.97％,碳纤维与树脂的初始和稳态接触角分别减小了19.41％和20.59％,碳纤维/氰酸酯树脂复合材料的单丝界面剪切强度和层间剪切强度分别增加了13.42％和14.29％.
[0009]材料研究学报，Chinese Journal of Materials Research,2019,33(4)新型水性上浆剂对碳纤维及其复合材料界面性能的影响，使用新型水性上浆剂O3PPA对碳纤维表面
进行改性处理，使用聚己内酰胺树脂为基体制备碳纤维/聚己内酰胺树脂复合材料，使用X射线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇树脂有机硅改性水溶性设备保护膜溶液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A1：将八甲基环四硅氧烷加入反应釜，并加入碱催化剂，在90
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130℃下反应1一5h，然后降温至40
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80℃，加入缚酸剂和二甲基二氯硅烷，继续反应2
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5h既得第一步产物端氯有机硅油；A2：在搅拌的情况下，加入邻苯二甲酸单酯化聚乙烯醇树脂，二甲基甲酰胺，反应釜温度升至70
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100℃，将A1所得产物加入反应釜中反应，反应过程开启氮气，反应釜保持弱负压，保持干燥，尾气碱液吸收，反应时间为1
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5h；反应结束，降温至40
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60℃加入乙醇析晶，过滤，乙醇洗涤2次，既得产物:有机硅改性聚乙烯醇树脂；A3：将A2所得产物加入反应釜中反应，加入去离子水，滴加酸中和剂至树脂溶解，再调节PH为中性，既得聚乙烯醇树脂有机硅改性水溶性设备保护膜溶液。2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇树脂有机硅改性水溶性设备保护膜溶液的制备方法，其特征在于，所述A1中，盐八甲基环四硅氧烷与碱催化剂的质量比为(100
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1000):1。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒乐，舒立金，朱敏锋，徐志伟，陈军，
申请(专利权)人：江苏乐离新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：