本发明专利技术公开了一种超疏水疏油涂料溶液的制备方法，用脂肪酸和/或树脂酸与金属氢氧化物和金属碳酸盐悬浮液反应制备金属皂，再用金属皂对金属碳酸盐母颗粒进行湿表面处理，处理后向其加入子颗粒疏水纳米二氧化硅，经搅拌分散，制备得到分散均匀的悬浮液，即为超疏水疏油涂料溶液。将不同基材浸渍在超疏水疏油涂料溶液中，浸渍后干燥固化，形成超疏水疏油涂层。本发明专利技术方法降低了价格较贵的纳米二氧化硅的加入量，在大大降低成本的同时达到了超疏水疏油的效果，所制得的涂层具有疏水疏油性、低粘附性、自清洁性和不易剥离性等性能。还公开了采用上述方法制得的超疏水疏油涂料溶液，以及所述超疏水疏油涂料溶液在基材表面制备超疏水疏油涂层中的应用。水疏油涂层中的应用。
【技术实现步骤摘要】
一种超疏水疏油涂料溶液及其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于涂料
，具体涉及一种超疏水疏油涂料溶液及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]近年来，超疏水材料已在脱模剂、汽车制造业、服装业等多个工业领域广泛应用。超疏水材料中最常用作添加剂的含硅/氟元素的化合物，通常具有耐热、耐腐蚀、憎水憎油、低摩擦系数等多种优异性能。但含氟化合物的制备一般需要较为苛刻的生产条件导致含氟原料成本居高不下，且含氟材料作为直接与人体接触的食品药品用接触层材料时具有潜在的致癌风险，因此限制了其在食品药品包装以及医用包装领域的应用。相对而言，含硅疏水材料的价格低于含氟材料、生物相容性好，但其仍然存在原料成本较高的问题，若能在保持疏水材料疏水性能的同时降低含硅材料的添加量，将有效的降低疏水材料的成本。
[0003]轻质碳酸钙是一种来源广泛价格适中的材料，常被用作橡胶、纸张添加剂、胃与十二指肠溃疡病的制酸剂、酸中毒的解毒剂、乳牛饲料填加剂，也可用作牙粉、牙膏及其它化妆品的原料，安全性高，但其不具有超疏水材料要求的低表面能，粉体易聚集无法超疏水。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种超疏水疏油涂料溶液的制备方法，该方法采用金属皂对金属碳酸盐尤其是轻质碳酸钙进行改性，使其具有超疏性，可降低价格较贵的超疏水材料纳米二氧化硅的加入量，在大大降低成本的同时达到超疏水、疏油的效果。
[0005]本专利技术的目的还在于提供一种采用上述方法制成的超疏水疏油涂料溶液。
[0006]本专利技术的最后一个目的在于提供上述超疏水疏油涂料溶液在基材表面制备超疏水疏油涂层的应用。
[0007]本专利技术的上述第一个目的通过以下技术方案来实现：一种超疏水疏油涂料溶液的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)金属皂的制备
[0009]取金属碳酸盐母颗粒溶于水中，在水浴中混匀形成均匀的金属碳酸盐悬浊液；
[0010]取金属氢氧化物加入水中制成碱性溶液；
[0011]取脂肪酸和/或树脂酸加入碱性溶液中，加热溶解后加入到金属碳酸盐悬浊液中，继续加热搅拌，抽滤，将抽滤后产品烘干研磨至粉末状，得金属皂；
[0012](2)超疏水疏油涂料溶液的制备
[0013]在溶剂中加入金属皂和金属碳酸盐，在室温下混合搅拌后加入疏水纳米二氧化硅继续搅拌分散，即得到超疏水疏油涂料溶液。
[0014]在该超疏水疏油涂料溶液的制备方法中：
[0015]优选的，步骤(1)中所述金属碳酸盐为碳酸钙、碳酸镁和碳酸钡中的一种或几种。
[0016]在制备超疏水涂料溶液中，碳酸钙是一种常用的金属碳酸盐，因为它的价格相对
较低，易于获得。碳酸钡和碳酸镁等金属碳酸盐也可以用于制备超疏水涂料溶液，并且具有一定的降低成本的功效。一些研究表明，碳酸镁具有较好的超疏水性能，比碳酸钙更具有抗污染性能，但是其价格相对较高。碳酸钡在一些情况下也具有较好的超疏水性能，但是由于其毒性较大，使用时需要注意安全性。所以，从成本和安全因素考虑，采用的金属碳酸盐是碳酸钙可能是更好的选择。
[0017]因此，考虑到对人体的安全性、环境负荷、获取成本等，更佳的，步骤(1)中所述金属碳酸盐为碳酸钙。
[0018]优选的，步骤(1)中置于80℃恒温水浴锅搅拌混匀形成均匀的金属碳酸盐悬浊液。
[0019]优选的，步骤(1)中所述金属氢氧化物中的金属为K、Na、Ag、Al、Ba、Ca、Cu、Fe、Mg、Mn、Pb、Sn、Sr和Zn中的一种或几种。
[0020]由于使用Na和K时制备出的金属皂具有良好的水溶性，因此更佳的，步骤(1)中所述金属氢氧化物中的金属为K和/或Na。
[0021]优选的，步骤(1)中所述脂肪酸为碳个数在8个以上的脂肪酸以显示良好的疏水性，所述脂肪酸为饱和脂肪酸和/或不饱和脂肪酸，所述饱和脂肪酸为辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸和海藻酸中的一种或两种以上的混合物，所述不饱和脂肪酸为油酸、亚麻酸、亚油酸、花生四烯酸和蓖麻油酸中的一种或两种以上的混合物。
[0022]优选的，步骤(1)中所述树脂酸为枞酸、海松酸、对苯甲酸和新枞酸中的一种或两种以上的混合物。
[0023]优选的，步骤(1)中所述脂肪酸和/或树脂酸与所述金属氢氧化物、金属碳酸盐的质量份配比为0.1～1：0.1～1：5～20，其中金属碳酸盐悬浊液中金属碳酸盐与水的用量关系为5～20g：80～95mL，碱性溶液中金属氢氧化物与水的用量关系为0.1～1g：10mL。
[0024]优选的，步骤(1)中取脂肪酸和/或树脂酸加入到碱性溶液中，加热溶解后加入到金属碳酸盐悬浊液中，继续加热搅拌1～2h，真空抽滤，将抽滤后的产品转移到干净的坩埚中，于102～110℃烘箱中烘干并研磨为粉末状，即得金属皂。
[0025]优选的，步骤(2)中所述溶剂为乙醇、异丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸丙酯中的一种或两种以上的混合物。
[0026]优选的，步骤(2)中所述溶剂、金属皂、金属碳酸盐和疏水纳米二氧化硅的用量关系为10mL：1～3g：10g：0.02～0.15g。
[0027]优选的，步骤(2)中在室温下混合搅拌30～60min后加入疏水纳米二氧化硅继续搅拌分散。
[0028]优选的，步骤(2)中所述疏水纳米二氧化硅的粒径范围为30～120nm。
[0029]本专利技术中的超疏水疏油涂料溶液采用金属碳酸盐颗粒作为母颗粒，疏水纳米二氧化硅作为子颗粒，用脂肪酸和/或树脂酸与金属氢氧化物和金属碳酸盐悬浮液反应制备金属皂，再用金属皂对金属碳酸盐母颗粒进行湿表面处理，处理后向其加入子颗粒疏水纳米二氧化硅，经搅拌分散，制备得到分散均匀的悬浮液，即为超疏水疏油涂料溶液。
[0030]该方法采用金属皂对金属碳酸盐尤其是轻质碳酸钙进行改性，使其具有超疏性，可降低价格较贵的超疏水材料纳米二氧化硅的加入量，在大大降低成本的同时达到超疏水的效果。
[0031]本专利技术的上述第二个目的通过以下技术方案来实现：一种超疏水疏油涂料溶液，
采用上述方法制成。
[0032]本专利技术的上述最后一个目的通过以下技术方案来实现：上述超疏水疏油涂料溶液在基材表面制备超疏水疏油涂层中的应用。
[0033]优选的，所述基材为载玻片、滤纸、PP膜和PE膜中的一种或几种。
[0034]将不同基材浸渍在超疏水疏油涂料溶液中，浸渍后干燥固化，形成超疏水疏油涂层。所制得的涂层具有疏水性、低粘附性、自清洁性、耐磨性等性能。
[0035]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0036](1)本专利技术通过在涂层材料中加入由金属碳酸盐尤其是轻质碳酸钙与碱性物质、脂肪酸和/或树脂酸反应，改性得到的金属皂，降低了价格较贵的纳米二氧化硅的加入量，在大大降低成本的同时达到了超疏水疏油的效果；
[0037](2)采用本专利技术中的低成本高功效超疏水疏油涂料溶液制成的涂层，具有优良的疏水疏油性、低粘附性、自本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超疏水疏油涂料溶液的制备方法，其特征是包括以下步骤：(1)金属皂的制备取金属碳酸盐母颗粒溶于水中，在水浴中混匀形成均匀的金属碳酸盐悬浊液；取金属氢氧化物加入水中制成碱性溶液；取脂肪酸和/或树脂酸加入碱性溶液中，加热溶解后加入到金属碳酸盐悬浊液中，继续加热搅拌，抽滤，将抽滤后产品烘干研磨至粉末状，得金属皂；(2)超疏水疏油涂料溶液的制备在溶剂中加入金属皂和金属碳酸盐，在室温下混合搅拌后加入疏水纳米二氧化硅继续搅拌分散，即得到超疏水疏油涂料溶液。2.根据权利要求1所述超疏水疏油涂料溶液的制备方法，其特征是：步骤(1)中所述金属碳酸盐为碳酸钙、碳酸镁和碳酸钡中的一种或几种；步骤(1)中所述金属氢氧化物中的金属为K、Na、Ag、Al、Ba、Ca、Cu、Fe、Mg、Mn、Pb、Sn、Sr和Zn中的一种或几种。3.根据权利要求1所述超疏水疏油涂料溶液的制备方法，其特征是：步骤(1)中所述脂肪酸为碳个数在8个以上的脂肪酸，所述脂肪酸为饱和脂肪酸和/或不饱和脂肪酸，所述饱和脂肪酸为辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸和海藻酸中的一种或两种以上的混合物，所述不饱和脂肪酸为油酸、亚麻酸、亚油酸、花生四烯酸和蓖麻油酸中的一种或两种以上的混合物；步骤(1)中所述树脂酸为枞酸、海松酸、对苯甲酸和新枞酸中的一种或两种以上的混合物。4....
【专利技术属性】
技术研发人员：肖乃玉，李娟华，秦岩，王红蕾，罗文翰，陈国健，仲芸芸，
申请(专利权)人：仲恺农业工程学院，
类型：发明
国别省市：
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