一種耐老化超疏水雜化薄膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超疏水薄膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐老化超疏水雜化薄膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，與水接觸角大于150°的超疏水高分子薄膜的制備與研究越來(lái)越引起人們的關(guān)注。液體在超疏水薄膜上的接觸面積非常小，可以有效的抑制表面氧化、腐蝕、霜凍等問題，已經(jīng)廣泛用于室外天線、涂料、生物醫(yī)療器械，擋風(fēng)玻璃等領(lǐng)域。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，申請(qǐng)?zhí)枮?01210358122.9的中國(guó)專利文獻(xiàn)報(bào)道了一種超疏水微孔高分子薄膜材料的制備方法，通過兩步處理工藝制備此薄膜材料，即先通過兩次陽(yáng)極氧化的方法，制備孔洞大小均勻、孔道有序的陽(yáng)極氧化鋁模板，然后以此陽(yáng)極氧化鋁模板為基材，在其表面修飾力學(xué)性能好、表面能低的聚烯烴樹脂材料，得到一種高疏水性、高透光性且成本低廉的超疏水微孔高分子薄膜材料。申請(qǐng)?zhí)枮?01110058825.5的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種超疏水聚甲基丙烯酸甲酯的制備方法，使用的聚甲基丙烯酸甲酯溶于有機(jī)溶劑，然后流延于基底上，進(jìn)行干燥獲得超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜。
[0004]上述報(bào)道的薄膜與水的接觸角雖然高于150°，但是該疏水薄膜仍然存在著一些難以克服的問題，如耐老化性能及耐污性能差，嚴(yán)重影響了超疏水薄膜的使用壽命與使用效能。因此，開發(fā)出一種具有更好耐老化性能的超疏水薄膜具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種耐老化超疏水雜化薄膜的制備方法，該薄膜具有良好的超疏水性能及耐老化能力。
[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種耐老化超疏水雜化薄膜的制備方法，包括以下步驟:將含氟丙烯酸酯共聚物與聚乙烯醇縮丁醛樹脂溶于有機(jī)溶劑中，然后加入增塑劑和硅烷改性納米硫化鋅，攪拌后加入三羥甲基乙基丙烯基醚二辛酸酯改性的甲基含氫硅油，繼續(xù)攪拌，得到混合物；將所述混合物涂布于表面光潔的玻璃基體上，靜置干燥，得到耐老化超疏水雜化薄膜。
[0007]優(yōu)選的，所述含氟丙烯酸酯共聚物按照如下方法制備:向四口燒瓶中加入十二烷基磺酸鈉和蒸餾水，水浴加熱至78°C，加入過氧化二苯甲酰，然后加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和含氟甲基丙烯酸酯，反應(yīng)后冷卻，得到含氟丙烯酸酯共聚物。
[0008]優(yōu)選的，所述含氟甲基丙烯酸酯為甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸十七氟壬酯和甲基丙烯酸十七氟癸酯中的一種或幾種。
[0009]優(yōu)選的，所述增塑劑為葵二酸二丁酯。
[0010]優(yōu)選的，所述硅烷改性納米硫化鋅按照如下方法制備:配制體積比為1:1的醇水溶液，用0.1M的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH值至5.0，得到混合溶液；將納米硫化鋅均勻分散至所述混合溶液中，在50°C的水浴中以400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌，逐滴加入硅烷化合物，繼續(xù)攪拌，抽濾、洗滌、干燥、研磨后得到硅烷改性納米硫化鋅。
[0011]優(yōu)選的，所述納米硫化鋅的粒徑為10-15nm。
[0012]優(yōu)選的，所述硅烷化合物為十三氟辛基乙烯基二甲氧基硅烷。
[0013]優(yōu)選的，所述三羥甲基乙基丙烯基醚二辛酸酯改性的甲基含氫硅油按照如下方法制備:將三羥甲基乙基丙烯基醚二辛酸酯、甲苯、5%的氯鉑酸異丙醇催化劑加入至帶冷凝和攪拌裝置的三口燒瓶中，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，在40°C下攪拌lh;在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將甲基含氫硅油的甲苯溶液通過滴液漏斗加入至所述三口燒瓶中，三羥甲基乙基丙烯基醚二辛酸酯與甲基含氫硅油的摩爾比為1:1，加熱至105°C，反應(yīng)后減壓蒸餾，得到三羥甲基乙基丙烯基醚二辛酸酯改性的甲基含氫硅油。
[0014]優(yōu)選的，攪拌速度為1000-1500r/min。
[0015]優(yōu)選的，干燥時(shí)的相對(duì)濕度為70% -75%。
[0016]本發(fā)明提供了一種耐老化超疏水雜化薄膜的制備方法，包括:將含氟丙烯酸酯共聚物與聚乙烯醇縮丁醛樹脂溶于有機(jī)溶劑中，加入增塑劑和硅烷改性納米硫化鋅，攪拌后加入三羥甲基乙基丙烯基醚二辛酸酯改性的甲基含氫硅油，繼續(xù)攪拌，得到混合物；將混合物涂布于表面光潔的玻璃基體上，靜置干燥，得到耐老化超疏水雜化薄膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，首先，本發(fā)明選用含氟丙烯酸酯共聚物與聚乙烯醇縮丁醛樹脂為原料，賦予薄膜優(yōu)異的化學(xué)惰性和耐污性能；其次，選用硅烷改性納米硫化鋅，保證納米粒子在薄膜中的均勻分散，提高了薄膜的吸收紫外線及耐老化能力；再次，選用三羥甲基乙基丙烯基醚二辛酸酯改性的甲基含氫硅油為超疏水助劑，使薄膜在干燥后具有超疏水性能，其涂膜的接觸角大于150°，從而賦予薄膜具有自清潔功能。因此，本發(fā)明制備的耐老化超疏水雜化薄膜具有良好的超疏水性能及耐老化能力。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例公開了一種耐老化超疏水雜化薄膜的制備方法，包括以下步驟:將含氟丙烯酸酯共聚物與聚乙烯醇縮丁醛樹脂溶于有機(jī)溶劑中，然后加入增塑劑和硅烷改性納米硫化鋅，攪拌后加入三羥甲基乙基丙烯基醚二辛酸酯改性的甲基含氫硅油，繼續(xù)攪拌，得到混合物；將所述混合物涂布于表面光潔的玻璃基體上，靜置干燥，得到耐老化超疏水雜化薄膜。
[0019]本發(fā)明采用含有較大電負(fù)性基團(tuán)的含氟丙烯酸酯共聚物為原料，增加了薄膜的化學(xué)惰性、耐候性和疏水性能。此外，通過加入硅烷改性納米硫化鋅與原料樹脂雜化，提高薄膜的耐老化性能；同時(shí)引入三羥甲基乙基丙烯基醚二辛酸酯改性的甲基含氫硅油作為超疏水助劑，最終獲得一種耐老化超疏水雜化薄膜。
[0020]作為優(yōu)選方案，所述含氟丙烯酸酯共聚物按照如下方法制備:向四口燒瓶中加入十二烷基磺酸鈉和蒸餾水，水浴加熱至78°C，加入引發(fā)劑過氧化二苯甲酰，然后加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和含氟甲基丙烯酸酯，反應(yīng)后冷卻，得到含氟丙烯酸酯共聚物。在上述制備過程中，所述含氟甲基丙烯酸酯為甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸十七氟壬酯和甲基丙烯酸十七氟癸酯中的一種或幾種；反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為6-15小時(shí)，更優(yōu)選為8-12小時(shí)，更優(yōu)選為10小時(shí)。
[0021]本發(fā)明通過選用含氟丙烯酸酯共聚物與聚乙烯醇縮丁醛樹脂為原料，賦予薄膜具有優(yōu)異的化學(xué)惰性和耐污性能。所述含氟丙烯酸酯共聚物與聚乙烯醇縮丁醛樹脂的重量比優(yōu)選為1-5:1，更優(yōu)選為2-4:1，更優(yōu)選為3:1。所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為體積比為1:1的甲醇和四氫呋喃的混合液。所述增塑劑優(yōu)選為葵二酸二丁酯。
[0022]作為優(yōu)選方案，所述硅烷改性納米硫化鋅按照如下方法制備:配制體積比為1:1的醇水溶液，用0.1M的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH值至5.0，得到混合溶液；將納米硫化鋅均勻分散至所述混合溶液中，在50°C的水浴中以400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌，逐滴加入硅烷化合物，繼續(xù)攪拌，抽濾、洗滌、干燥、研磨后得到硅烷改性納米硫化鋅。所述納米硫化鋅的粒徑優(yōu)選為10-15nm，更優(yōu)選為ll_14nm，更優(yōu)選為12_14nm ;所述娃燒化合物優(yōu)選為十三氟辛基乙稀基二甲氧基娃燒；所述納米硫化鋅和娃燒化合物的重量比優(yōu)選為80-120:1，更優(yōu)選為100:1。
[0023]本發(fā)明通過選用硅烷改性納米硫化鋅，保證了納米粒子在薄膜中的均勻分散，有助于提高薄膜的吸收紫外線及耐老化能力。
[0024]作為優(yōu)選方案，所述三羥甲基乙基丙烯基醚二辛酸酯改性的甲基含氫硅油按照如下方法制備:將三羥甲基乙基丙烯基醚二辛酸酯、甲苯、5%的氯鉑酸異丙醇催化劑加入至帶冷凝和攪拌裝置的三口燒瓶中，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，在40°C下攪拌lh ;在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將甲基含氫硅油的甲苯溶液通過滴液漏斗加入至所述三口燒瓶中，三羥甲基乙基丙烯基醚二辛酸酯與甲基含氫硅油的摩爾比為1:1，加熱至105°C，反應(yīng)后減壓蒸餾，得到三羥甲基乙基丙烯基醚二辛酸酯改性的甲基含氫硅油。其中，三羥甲基乙基丙烯基醚二辛酸酯、甲苯與5%的氯鉑酸異丙醇催化劑的摩爾比優(yōu)選為1:3-10:0.1-0.5，更優(yōu)選為1:4-8:0.1-0.3，更優(yōu)選為1:6:0.2。在上述三羥甲