[發明專利]一種超疏水單分散聚合物微球及其制備方法

有效

• 申請號: 201710001435.1
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106832100B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 張書香;丁園園;陳喜祿;陳志勇
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F212/36;C03C17/32
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 李茜

本發明涉及一種超疏水單分散聚合物微球及其制備方法。該方法采用沉淀聚合，將甲基丙烯酸十二烷基酯、二乙烯基苯與引發劑一起加入到溶劑中混勻，置于不銹鋼反應釜中，密封；反應溫度控制在82℃～200℃，反應時間1～12小時，所得產物經溶劑洗滌、離心沉淀，干燥，得到具有超疏水性能的單分散微球。本發明微球制備過程簡單，耗時短，單體投入量達到20%，微球收率高于90%，原料為無氟單體，環境友好，價格低廉，易于工業化生產。

技術領域

本發明涉及一種超疏水單分散聚合物微球及其制備方法，屬于高分子材料技術領域。

背景技術

超疏水現象廣泛存在于自然界中，研究者們從中獲取靈感，研制開發了多種超疏水材料。目前，研究者們普遍認為一個超疏水表面需要同時滿足兩個條件：微納結構和低表面能。為此，制備超疏水表面的方法主要包括等離子體處理、光刻蝕、模具法以及電紡絲等。這些方法或者需要特殊的或昂貴的儀器設備，或者耗時費力，難以工業化。

中國專利文件CN101875728B公開了一種含氟聚膦腈微球的制備方法，并說明此種微球聚集體可以形成超疏水表面。采用沉淀聚合或蒸餾沉淀聚合，以4-氟基苯乙烯為單體，二乙烯基苯為交聯劑，可以制備超疏水的聚（氟基苯乙烯-二乙烯基苯）微球（參見：Mu?noz-Bonilla et al., Langmuir, 2010, 26, 16775-16781； Zhang et al., ColloidPolymer Science, 2015, 293, 1799-1807）。上述方法在制備微球過程中，單體投入量較低（低于5%），微球收率較低（通常低于50%），不適用于大規模工業化生產；而且為獲得超疏水表面，需要添加特殊的含氟單體，價格昂貴。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題和不足，本發明提供一種高收率的無氟超疏水單分散微球及其制備方法；該微球是通過甲基丙烯酸烷基酯與二乙烯基苯，一步沉淀聚合制備而得。

本發明的技術方案是：

一種超疏水單分散微球的制備方法，采用沉淀聚合，以甲基丙烯酸十二烷基酯（LMA）為單體，以二乙烯基苯(DVB) 為交聯劑，聚合得到，步驟如下：

將甲基丙烯酸烷基酯、二乙烯基苯與引發劑一起加入到溶劑中混勻，置于不銹鋼反應釜中，通入氮氣除氧后，密封；反應溫度控制在25℃～200℃，反應時間1～48小時，所得產物經溶劑洗滌、離心沉淀，干燥，得到單分散微球；所得微球分散到有機溶劑中，形成微球分散液，將微球分散液滴加到基底表面，干燥后得到具有超疏水表面的基底；

所述的甲基丙烯酸烷基酯是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸庚酯或甲基丙烯酸十二烷基酯中的一種；

所述的甲基丙烯酸烷基酯與二乙烯基苯的摩爾比為5～120:100；

所述單體和交聯劑的總質量與溶劑的重量比為1～40:100；

所述的引發劑與單體和交聯劑的總質量的重量比為0.1～15:100；

所述的溶劑是乙腈、乙酸、乙腈與甲苯的組合或乙腈與四氫呋喃的組合；

所述的引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過氧化苯甲酰或過氧化苯甲酰與N,N-二甲基苯胺的組合；

所述的微球分散液的有機溶劑是乙腈、乙酸、乙醇、二甲基甲酰胺或二甲基亞砜中的一種；

所述的微球分散液中微球與有機溶劑的重量比為1:10～1500；

所述的基底是玻璃、硅片、鋁箔、木片、聚乙烯塑料薄膜中的一種。

根據本發明優選的，所述的甲基丙烯酸烷基酯是甲基丙烯酸十二烷基酯。