[發(fā)明專(zhuān)利]一種氟烷基羧烴基聚硅氧烷/納米粒子超疏水性復(fù)合膜及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210128616.8
• 申請(qǐng)日: 2012-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102634987A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝麗芬;安秋鳳;許偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): D06M15/657
• 分類(lèi)號(hào): D06M15/657;D06M11/79;D06M11/46;D06M13/513;C08G77/38;C08G77/26;C08G77/24;D06M101/06
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

1.一種氟烷基羧烴基聚硅氧烷/納米粒子超疏水性復(fù)合膜，其特征在于：該超疏水性復(fù)合膜由氟烷基羧烴基改性聚硅氧烷與氨烴基改性納米粒子組成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種氟烷基羧烴基聚硅氧烷/納米粒子超疏水性復(fù)合膜，其特征在于：所述超疏水性復(fù)合膜由氟烷基羧烴基改性聚硅氧烷與氨烴基改性納米粒子在溶液中通過(guò)氨基與羧基之間的靜電作用形成聚集體，然后采用浸漬法使聚集體負(fù)載在棉纖維織物表面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種氟烷基羧烴基聚硅氧烷/納米粒子超疏水性復(fù)合膜，其特征在于：所述氟烷基羧烴基改性聚硅氧烷為梳狀結(jié)構(gòu)，分子結(jié)構(gòu)如式(I)：

式(I)中：R_f代表氟代脂肪烴基，R₁＝CH₃～C₁₈H₃₇或三氟丙基，R₂＝甲基或甲氧基，A＝CH₂CH₂或CH＝CH，m＝3～50，n＝2～20，p＝10～100，q＝0～300。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種氟烷基羧烴基聚硅氧烷/納米粒子超疏水性復(fù)合膜，其特征在于：所述氟烷基羧烴基改性聚硅氧烷在室溫下黏度范圍為500～10000mPa·s，羧值范圍為0.2～0.8mmol/g。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種氟烷基羧烴基聚硅氧烷/納米粒子超疏水性復(fù)合膜，其特征在于：所述氨烴基改性納米粒子為氨烴基改性納米二氧化硅、氨烴基改性納米二氧化鈦或具有1～8官能團(tuán)的氨丙基改性多面體低聚倍半硅氧烷，氨烴基改性納米粒子的平均粒徑為20～200nm，氨烴基為氨丙基、N-β-氨乙基-γ-氨丙基或N，N-二甲基氨乙基，氨丙基改性多面體低聚倍半硅氧烷為八氨丙基八硅氧烷。

6.一種制備如權(quán)利要求1所述氟烷基羧烴基聚硅氧烷/納米粒子超疏水性復(fù)合膜的方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)將氟烷基羧烴基改性聚硅氧烷溶于四氫呋喃中配制成質(zhì)量百分比濃度為0.01～1％的溶液A；

2)將氨烴基改性納米粒子溶于四氫呋喃中得質(zhì)量百分比濃度為0.001～0.3％的溶液B；

3)將溶液A與溶液B按照1～20∶1的質(zhì)量比混合均勻得混合液，調(diào)節(jié)混合液pH值為6～6.5，然后將棉纖維織物浸入混合液中浸漬1～30分鐘，將浸漬后的棉纖維織物于100℃烘5min，再在160℃固化2min，即在棉纖維表面制得超疏水性復(fù)合膜。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種制備氟烷基羧烴基聚硅氧烷/納米粒子超疏水性復(fù)合膜的方法，其特征在于：所述氟烷基羧烴基改性聚硅氧烷的制備方法為：

(1)氟烷基氨烴基聚硅氧烷的制備：

將單體依次加入三頸燒瓶中，所述單體包括9.8～19g?γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、25.5～25.6g長(zhǎng)鏈全氟烷基硅烷、30～140g?1，3，5-三(甲基三氟丙基)環(huán)三硅氧烷或長(zhǎng)鏈烷基硅烷和59.2～64.64g八甲基環(huán)四硅氧烷，加入單體后通氮?dú)猓瑪嚢杈鶆蚝笊郎兀?0～100℃加入單體總質(zhì)量0.06～0.08％的催化劑四甲基氫氧化銨，敞口反應(yīng)0.5～1小時(shí)后再升溫至110～120℃，加入單體總質(zhì)量0.5～1％的六甲基二硅氧烷，保溫反應(yīng)6h，然后體系升溫至135～140℃反應(yīng)0.5h分解催化劑，分解催化劑后體系降溫至120℃，在壓力為0.075Mpa下進(jìn)行減壓蒸餾0.5h以脫除低沸物，得透明狀粘稠液體即為氟烷基氨烴基聚硅氧烷；

(2)氟烷基氨烴基聚硅氧烷與有機(jī)酸酐的羧基化反應(yīng)制備產(chǎn)物：

將氟烷基氨烴基聚硅氧烷降溫至60～125℃，裝上回流裝置，然后分批加入6.2～11.4g有機(jī)酸酐，保溫反應(yīng)1～2h得產(chǎn)物氟烷基羧烴基改性聚硅氧烷。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種制備氟烷基羧烴基聚硅氧烷/納米粒子超疏水性復(fù)合膜的方法，其特征在于：所述長(zhǎng)鏈全氟烷基硅烷為十三氟代辛基三甲氧基硅烷或者十三氟代辛基三乙氧基硅烷。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種制備氟烷基羧烴基聚硅氧烷/納米粒子超疏水性復(fù)合膜的方法，其特征在于：所述有機(jī)酸酐包括馬來(lái)酸酐或琥珀酸酐。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種制備氟烷基羧烴基聚硅氧烷/納米粒子超疏水性復(fù)合膜的方法，其特征在于：所述氨烴基改性納米粒子的制備方法為：將10～20g納米二氧化硅或二氧化鈦與5～9g氨丙基三烷氧基硅烷分散在50～100g純度95％的乙醇中，分散均勻后，升溫至70～80℃回流反應(yīng)3～4h，然后降溫至室溫，再減壓過(guò)濾，用丙酮洗滌，然后干燥。