[發(fā)明專利]一種水溶液中熒光穩(wěn)定的稀土超疏水涂層的制備方法

有效

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• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號: CN105778642B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王忠剛;葉維維;王澤鋒;駱新然
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學
• 主分類號: C09D127/18
• 分類號: C09D127/18;C09D127/16;C09D183/04;C09D127/12;C09D7/12;C09D5/22;C09K11/06
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 溫福雪,李寶元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于稀土熒光、超疏水涂料領(lǐng)域，具體涉及一種水溶液中熒光穩(wěn)定的稀土超疏水涂層及其制備方法。

背景技術(shù)

通過對自然界的荷葉，水稻研究發(fā)現(xiàn)，其表面存在的微米和納米結(jié)構(gòu)的有機結(jié)合由此產(chǎn)生的超疏水表面具有150°以上的接觸角以及小于10°的滾動角，從而賦予超疏水表面自清潔的性能，同時超疏水表面由于表面特殊的潤濕性使得其在微流體系統(tǒng)和生物相容方面前景廣闊。

稀土材料由于其特殊的4f電子躍遷，在光學，電學，磁性能。但由于稀土材料一般為無機鹽，遇水不穩(wěn)定，生物相容性不好而使應(yīng)用得到限制。因此，結(jié)合超疏水和稀土材料的優(yōu)異性能具有很大的研究價值。

目前存在的制備方法中，需后處理修飾低表面能物質(zhì)，或者在基質(zhì)上進行聚合，過程繁瑣，適用范圍不大。且目前尚未見本發(fā)明涉及的稀土超疏水涂層在水溶液中浸泡對熒光影響方面的報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種稀土超疏水涂層及其制備方法。通過納微結(jié)構(gòu)的設(shè)計制得的超疏水涂層能在水溶液中浸泡仍保持熒光和超疏水性質(zhì)，且超疏水涂層制備方法簡單，無復(fù)雜工藝，經(jīng)濟環(huán)保，可大規(guī)模生產(chǎn)，適用于潮濕，水下顯示等多種場合。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種水溶液中熒光穩(wěn)定的稀土超疏水涂層的制備方法，步驟如下：

步驟1：種子乳液聚合法制備粒徑為50‐300nm表面含羧基的核殼納米粒子；

步驟2：將步驟1得到的核殼納米粒子在有機溶劑中分散，再加入小分子配體和稀土化合物配位反應(yīng)得到固含量為1‐20％的配位復(fù)合納米粒子懸浮液；核殼納米粒子：小分子配體：稀土化合物的質(zhì)量比1:0.5‐5:0.1‐5；

步驟3：將得到的配位復(fù)合納米粒子和低表面能高分子粒子按照固含量為1-45％分散于有機溶劑后涂布于基質(zhì)上，溶劑揮發(fā)后，得到的微納結(jié)構(gòu)的超疏水涂層；配位復(fù)合納米粒子和微米級低表面能物質(zhì)微球質(zhì)量比為1:1-10。

所述的小分子配體為有機酸R-COOH、鄰菲羅啉、8-羥基喹啉、乙酰丙酮、苯甲酰丙酮、α-噻吩甲酰三氟丙酮、苯甲酰三氟丙酮、2,2’-聯(lián)吡啶、2,2’:6’,2”-三聯(lián)吡啶、三正辛基氧化膦、磷酸三丁酯、18-冠醚-6、15-冠醚-5中的一種或兩種以上混合，其中R為C₁至C₁₈的鹵代或未鹵代的脂肪基團或芳香基團。

所述的稀土化合物為含銪，鋱，鑭，釤，釓，鏑，鈥，鉺，銩，鈰、鐿或镥的硝酸鹽、氯化鹽中的一種或兩種以上混合。

所述的有機溶劑為脂肪烴、芳香烴、氯代烴、烷基醇、烷基酮、四氫呋喃二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種或兩種以上混合。

所述的低表面能高分子粒子為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚硅氧烷、聚三氟氯乙烯中的一種或兩種以上混合，其粒徑為0.05‐100μm。

所述的涂布的方式為澆鑄、刷涂或旋涂。

所述的基材為玻璃、石英、大理石、陶瓷或木材。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明制備稀土熒光超疏水涂層可在較苛刻條件下應(yīng)用，即涂層在潮濕，純水或水溶液如氯化鈉水溶液，硝酸鈉水溶液等中仍能保持其熒光發(fā)射及超超疏水性能。本發(fā)明稀土熒光超疏水涂層制備方法簡單，可以方便和不同稀土離子配位，且工藝簡單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行更詳細地說明。

實施例1

取粒徑為100nm，殼層含聚丙烯酸的核殼納米粒子分散在乙醇溶液中得到固含量為1％的溶液，然后取一定量的此溶液使得其包含乳膠粒的質(zhì)量為0.02g，將其和0.005g乙酰丙酮，0.005g鄰菲羅啉，0.01g三氯化銪磁力攪拌3小時后得到混合物。取一定量的混合物，并將混合物和粒徑為8μm的聚四氟乙烯粉按照固體質(zhì)量比為1:5分散后在玻璃片上澆鑄涂膜。待溶劑揮發(fā)后測定接觸角，并將涂層放入氯化鈉水溶液中浸泡，測定12小時的接觸角變化，同時用紫外光度計觀察熒光。

涂層接觸角均大于150°，經(jīng)水和無機鹽水溶液浸泡仍有熒光和超疏水性。

實施例2