【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于涂层制备，具体涉及一种通过界面组装制备janus复合涂层的方法
技术介绍
1、单一品种的材料往往只能发挥出有限的作用，为了打破这一局限，科学家们尝试使用多种原材料复合以生产更高性能、更多功能的新型材料。janus材料指的是同一材料中具有明确界限的结构分区并同时具有两种截然不同的化学组分和化学性质的材料。
2、然而，现有的制备janus复合涂层的方法，大多采用分步组装的形式，将两种不同性能的膜材料组装在一起，或是在一张膜材料上沉积、修饰另一种功能材料。此类方法制备步骤繁琐，通过溶液加工制备膜材料时容易出现去润湿现象，导致膜材料的不平整、甚至破损。并且现有的两种膜材料的相间作用力无法保证，容易发生脱落、失效的现象。
3、或，部分janus薄膜是依靠界面组装制备而成。利用分散或溶解在两种溶液中的纳米材料、聚合物之间的超分子作用，在界面上组装成膜。由于组装单元之间存在相互作用，此类复合涂层的稳定性得到一定的增强。但是碍于超分子作用力距离的限制，其膜厚通常仅为纳米级别，且难以控制，不易满足其后续使用过程中所需的力学性能。
4、因此，开发出新的janus复合涂层制备方法，弥补上述方法的缺陷，能够有效地制备出更多、更好的功能化涂层，对材料科学的发展以及应用领域有着极其重要的意义。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种通过界面组装制备平整janus复合涂层的方法。本专利技术将基材通过聚合物油相进入到纳米粘土水相中，使得
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种通过界面组装制备janus复合涂层的方法，所述方法包括：
3、将基材通过聚合物油相溶液直接进入到纳米粘土水相溶液中，使得所述基材的表面在所述纳米粘土水相溶液中形成janus复合涂层；
4、其中，所述聚合物油相溶液包含可质子化功能聚合物，所述可质子化功能聚合物为包含有可质子化基团的聚合物；所述纳米粘土水相溶液的ph为4.5～7。
5、作为本专利技术的优选，所述纳米粘土水相溶液中纳米粘土的浓度为25～50mg/ml。
6、作为本专利技术的优选，所述聚合物油相溶液的粘度为2～2000mpa·s。
7、作为本专利技术的优选，所述将待涂覆的基材通过聚合物油相溶液直接进入到纳米粘土水相溶液中，包括：
8、将待涂覆的基材从所述聚合物油相溶液牵引至纳米粘土水相溶液中。
9、作为本专利技术的优选，所述聚合物油相溶液中的可质子化功能聚合物的浓度大于3*10-6mol/l；所述可质子化功能聚合物为氨基化的聚二甲基硅氧烷，氨基化的聚苯乙烯，聚苯乙烯-聚(2-乙烯基吡啶)和聚苯乙烯-聚(4-乙烯基吡啶)中的一种。
10、作为本专利技术的优选，所述聚合物油相溶液还包括不溶于水溶剂的固体聚合物；所述不溶于水溶剂的固体聚合物为聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯和聚己内酯中的一种。
11、作为本专利技术的优选，所述纳米粘土水相溶液中的纳米粘土为锂皂土或蒙脱土。
12、作为本专利技术的优选，所述待涂覆的基材为耐有机溶剂材料，优选聚酰亚胺薄膜。
13、作为本专利技术的优选，在步骤(2)中，控制所述待涂覆的基材通过所述聚合物油相溶液时的温度为0～25℃。
14、在本专利技术的另一方面，基于本专利技术第一方面的制备方法制得的janus复合涂层。
15、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
16、(1)本专利技术所需涂覆的基底从含有可质子化功能聚合物的油相溶液直接进入至分散有纳米粘土的水相溶液中，在合适的ph范围内，纳米粘土与可质子化功能聚合物能够发生超分子作用，以此在油水界面上进行组装，继而形成janus涂层。本专利技术中通过刚性纳米粘土在界面上大量的堆积，形成堵塞，有效的抑制了溶液加工制备涂层时极易出现的去润湿现象，保证了涂层的均匀性，提升了产品的良品率，在涂层制备领域展现出巨大潜力。
17、(2)此外，本专利技术通过调节油水相溶液的浓度、粘度等条件以加速纳米粘土和可质子化功能聚合物在油水界面上的组装堆积，短时间内大量的组装体在界面上形成堵塞，能够有效抑制去润湿的发生，保证了涂层的均匀性，最终，通过溶剂挥发，完成平整janus复合涂层的制备。
18、(3)进一步地，本专利技术通过牵引将待涂覆的基材通过聚合物油相溶液直接进入到纳米粘土水相溶液中，使得纳米粘土在可质子化功能聚合物的协助下于界面迅速组装，涂层的厚度受牵引速度、油相黏度以及表面张力控制，调节不同参数能够获得不同厚度的涂层。
19、附图说明
20、图1为本专利技术实施例示例的示例的将通过聚合物油相后的基材直接牵引至纳米粘土水相中的制备过程示意图；
21、图2为本专利技术实施例1中示例的涂层样品的截面sem图片与表面afm图片；图2中的a和a’分别为聚合物油层溶液中包含6％w/w的pmma和1％v/v的pdms-2nh2以及牵引速度为10mm/s条件下制得的涂层样品的截面sem图和表面afm图片；图2中的b和b’分别为聚合物油层溶液中包含6％w/w的pmma和1％v/v的pdms以及牵引速度为6mm/s条件下制得的涂层样品的截面sem图和表面afm图片；图2中的c和c’分别为聚合物油层溶液中包含6％w/w的pmma和10％v/v的pdms以及牵引速度为6mm/s的条件下制得的涂层样品的截面sem图和表面afm图片；
22、图3为本专利技术实施例2中示例的不同水相配比对涂层去润湿被抑制与否的记录；其中代表涂层均匀，去润湿得到良好抑制，“×”代表涂层存在破裂，去润湿并没有得到良好抑制
23、图4为本专利技术实施例3中示例的质量浓度-牵引速度相图；
24、图5为本专利技术实施例3中示例的液层厚度随毛细数变化的曲线，以及拟合曲线；插图为函数f(c)随聚合物油相溶液浓度变化的曲线；其中“landau-levich-darjaguin”region(简称lld区)表示此区域内液层厚度h随毛细数ca呈对数线性关系，其关系式在图内表示；“saturated region”表示此区域内液层厚度h不随毛细数ca的变化而改变，说明此时液层厚度已进入饱和区，其中，h＝h*作为两区域的分界线，在该实施例中，h*约为120μm；
25、图6为本专利技术实施例3中示例的改变pmma含量体系可制备最薄涂层；
26、图7为本专利技术实施例3中示例的改变pmma含量体系可制备最厚涂层；
27、图8为本专利技术实施例4中示例的质量浓度-牵引速度相图；
28、图本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种通过界面组装制备Janus复合涂层的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的通过界面组装制备Janus复合涂层的方法，其特征在于，所述纳米粘土水相溶液中纳米粘土的浓度为25～50mg/mL。
3.根据权利要求1所述的通过界面组装制备Janus复合涂层的方法，其特征在于，所述聚合物油相溶液的粘度为2～2000mPa·s。
4.根据权利要求1-3任一项所述的通过界面组装制备Janus复合涂层的方法，其特征在于，所述将待涂覆的基材通过聚合物油相溶液直接进入到纳米粘土水相溶液中，包括：
5.根据权利要求1所述的通过界面组装制备Janus复合涂层的方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的通过界面组装制备Janus复合涂层的方法，其特征在于，所述聚合物油相溶液还包括不溶于水溶剂的固体聚合物；所述不溶于水溶剂的固体聚合物为聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯和聚己内酯中的一种。
7.根据权利要求1所述的通过界面组装制备Janus复合涂层的方法，其特征在于，所述纳米粘土水相溶液中的纳米粘土为锂皂土或蒙脱土
8.根据权利要求1所述的通过界面组装制备Janus复合涂层的方法，其特征在于，所述待涂覆的基材为耐有机溶剂材料，优选聚酰亚胺薄膜。
9.根据权利要求1所述的通过界面组装制备Janus复合涂层的方法，其特征在于，在步骤(2)中，控制所述待涂覆的基材通过所述聚合物油相溶液时的温度为0～25℃。
10.如权利要求1-9任一项所述的方法制得的Janus复合涂层。
...【技术特征摘要】
1.一种通过界面组装制备janus复合涂层的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的通过界面组装制备janus复合涂层的方法，其特征在于，所述纳米粘土水相溶液中纳米粘土的浓度为25～50mg/ml。
3.根据权利要求1所述的通过界面组装制备janus复合涂层的方法，其特征在于，所述聚合物油相溶液的粘度为2～2000mpa·s。
4.根据权利要求1-3任一项所述的通过界面组装制备janus复合涂层的方法，其特征在于，所述将待涂覆的基材通过聚合物油相溶液直接进入到纳米粘土水相溶液中，包括：
5.根据权利要求1所述的通过界面组装制备janus复合涂层的方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的通过界面组装制备jan...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄才利，余祥，程泉勇，陈静怡，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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