[發明專利]一種CNC/PEG復合涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201610913213.2
• 申請日: 2016-10-19
• 公開（公告）號: CN106590179B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 劉大剛;顧明月
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: C09D101/04
• 分類號: C09D101/04;C09D171/02
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發明公開了一種CNC/PEG復合涂層，包括纖維素納米晶和聚乙二醇，聚乙二醇占纖維素納米晶的質量百分含量為0～50％，所述纖維素納米晶的顆粒尺寸長度為151～167nm，直徑為48?52nm。本發明還公開了CNC/PEG復合涂層的制備方法。本發明利用天然纖維素作為原料，利用無毒無污染的PEG作為涂層顏色調節劑與增塑劑，制備得到的彩色涂層環保可降解，機械性能得以大大改善，且結構顏色鮮艷可調控；另一方面，通過共混復合，簡單滴涂于基材表面即可制得，制備過程簡單、易于控制、成本低。

技術領域

本發明屬于涂層領域，具體涉及一種CNC/PEG復合涂層及其制備方法。

背景技術

常用的制備有顏色涂層的方法大多是通過化學反應制得，比如通過無機鹽和硬脂酸鈉反應，或者是嫁接含氟氮染料，這些方法會產生許多污染問題，并且制備成本較高；而目前典型的商業聚氨酯類涂料，它所用的有機溶劑含量高，會造成嚴重的VOC污染；現有技術中的顏色涂層的顏色單一不可調節。

纖維素納米晶是一種新型膽甾相液晶材料，晶體在高濃度下會發生各向異性到各向同性，直到形成液晶相的轉變。纖維素納米晶質輕、力學性能優異、透光性佳、良好的自組裝性能，使其在液晶材料、精密光學器件、醫學材料等高端技術領域具有巨大的應用潛力。目前國內外對纖維素納米晶在涂層上的應用鮮有報道，這種液晶涂層具有高結晶度及規整的結構排列，具有鮮艷明麗的結構顏色，且不能被普通顏料所復制，若此涂層的內部結構排列不被更改，則此結構顏色可長久維持，無普通顏料褪色等問題，這更加符合現代社會節能環保的理念，使其在建材表面裝飾、防偽標識等方面有更廣泛的應用。

發明內容

發明目的：本發明的目的是為了解決現有技術中顏色涂層的顏色單一不可調節、具有環境污染等問題，提供一種環保可降解的復合涂層，并且顏色可調。

技術方案：一種CNC/PEG復合涂層，包括纖維素納米晶和聚乙二醇，聚乙二醇占纖維素納米晶的質量百分含量為0～50％，所述纖維素納米晶的顆粒尺寸長度為151～167nm，直徑為48-52nm。

一種CNC/PEG復合涂層的制備方法，包括如下幾個步驟：

1)纖維素納米晶(CNC)懸浮液的制備：利用硫酸水解纖維素的方法制備纖維素納米晶懸浮液；該制備方法采用的是現有技術，在此不再贅述；

2)聚乙二醇(PEG)溶液的制備：將聚乙二醇溶解在水中，得聚乙二醇溶液；

3)將步驟(2)中的聚乙二醇溶液滴加入步驟(1)中的纖維素納米晶懸浮液中，攪拌混合均勻，得到CNC/PEG復合懸浮液；將CNC/PEG復合懸浮液蒸發濃縮，再進行脫泡處理，得到CNC/PEG復合涂層原液。

進一步地，所述步驟3)中攪拌混合均勻后再在超聲波清洗儀中進行超聲處理；所述超聲處理的超聲功率為200W，超聲時間2min。

纖維素納米晶具有高結晶度，高彈性模量，高強度等特性，由于其過高的內聚力，純纖維素納米晶彩色涂層與普通塑料基材間的粘附力太低。而PEG等雙親性高分子具有很好的增塑性能，因此，將纖維素納米晶作為主體基質，復合PEG等高分子聚合物，保留纖維素納米晶液晶特性的同時，也能改善其力學性能，擴大其在涂層領域的應用。

本發明所設計的CNC/PEG涂層可涂覆在各種塑料板上，比如POM、PC、ABS、PA塑料板。

本發明與現有技術相比，具有如下優點：本發明利用天然纖維素作為原料，利用無毒無污染的PEG作為涂層顏色調節劑與增塑劑，制備得到的彩色涂層環保可降解，機械性能得以大大改善，且結構顏色鮮艷可調控；另一方面，通過共混復合，簡單滴涂于基材表面即可制得，制備過程簡單、易于控制、成本低。

附圖說明

圖1為本發明實施例1中CNC/PEG復合涂層膜的偏振光顯微鏡照片；