[發明專利]一種基于聚酰胺-胺樹形分子的疏水涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710126805.4
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106867405B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 李國平;倪志成;肖焱豐;夏敏;羅運軍
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C09D187/00
• 分類號: C09D187/00;D21H17/14;D21H17/46;D21H21/14
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李愛英;楊志兵

本發明涉及一種基于聚酰胺?胺樹形分子的疏水涂料及其制備方法，屬于疏水材料領域。所述疏水涂料的配方中各組分及其摩爾比為：樹形分子：疏水表面改性劑＝1:64～1:128；所述制備方法以聚酰胺?胺樹形分子與丙烯酸長鏈烷基酯為原料，通過一步邁克爾加成反應制得。本發明方法操作簡單、安全，制備條件溫和，所制備的疏水涂料不含氟，毒性小，適合大規模工業化生產。

技術領域

本發明涉及一種基于聚酰胺-胺樹形分子的疏水涂料及其制備方法，屬于疏水材料領域。

技術背景

疏水性是固體表面的一個重要性質，通常用液滴與固體之間的夾角進行衡量，即接觸角。接觸角越大，則固體表面的疏水性越好。通常將接觸角小于90°的表面稱為親水表面，接觸角大于90°的表面稱為疏水表面。疏水表面因其具有許多優異的表面性能，如自清潔、防污、防腐蝕、防氧化等特性，在自清潔、流體減阻、生物醫學材料等工農業生產、商業應用、國防建設領域中有著廣闊的應用前景。

實現疏水表面的途徑主要有兩種：一是在粗糙表面上修飾低表面能物質，通常用于制備疏水表面的低表面能材料主要有聚硅氧烷、氟碳化合物及其他有機物(如聚乙烯、聚苯乙烯等)；二是在疏水材料表面構建類似荷葉表面的粗糙結構，制備方法有無機納米粒子(如TiO2、SiO2、ZnO等)修飾、激光/等離子體/化學刻蝕、模板法、靜電紡絲法、溶膠-凝膠、自組裝、電化學沉積及化學氣相沉積等許多種類。但是在上述方法中，大部分都需要對所制備表面使用進行形貌修飾，或者對所用粒子(如二氧化硅、金屬氧化物粒子等)預先進行表面處理，制備過程繁瑣，成本與能耗相對較高，并且部分疏水涂料含有氟等對人體有毒有害元素，這對疏水涂料的制備和使用帶來了很大的不便。因此開發一種制備簡便，不含有毒元素的疏水涂料具有很大的意義。

聚酰胺-胺(PAMAM)樹形分子是一種具有三維分子結構、高度支化且高度有序的樹枝狀化合物，它除了具有樹枝化合物的共性外，還具有良好的熱穩定性、水溶性、特殊的粘度與表面張力等特性，除了在生物醫學、材料修飾等方面顯示出巨大的應用前景外，在廢水處理、石油開采、氣體凈化或分離等化工領域也已展現出良好的用途。但因為聚酰胺-胺樹形分子內部含有大量親水性的酰胺基團，整體呈現親水性，如何屏蔽內部親水基團是將聚酰胺-胺樹形分子制備為疏水涂料的一個難點。因此還未有將聚酰胺-胺樹形分子應用于疏水涂料的報道。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一在于提供一種基于聚酰胺-胺樹形分子的疏水涂料；目的之二在于提供一種基于聚酰胺-胺樹形分子的疏水涂料的制備方法，該方法操作簡便、不含氟元素，無需對基底提前進行表面處理。

為實現本發明的目的，提供一下技術方案：

一種基于聚酰胺-胺樹形分子的疏水涂料，所述疏水涂料的配方中各組分及其摩爾比為：樹形分子：疏水表面改性劑＝1:64～1:128；

所述樹形分子為表面全部為氨基的聚酰胺-胺樹形分子；

所述疏水表面改性劑為丙烯酸長鏈烷基酯，其結構式如下：

n≥6；

所述丙烯酸長鏈烷基酯優選丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯或丙烯酸二十二酯。

優選的，所述樹形分子為4.0代以上的聚酰胺-胺樹形分子。

一種基于聚酰胺-胺樹形分子的疏水涂料的制備方法，所述方法具體步驟如下：

(1)將樹形分子溶解到有機溶劑a中溶解得到濃度為3×10^-3～3×10^-4mol/L溶液1；

(2)將疏水表面改性劑溶解到有機溶劑b中，溶解得到濃度為0.5～0.01mol/L的溶液2；

(3)將溶液1攪拌加熱至20～50℃，于氮氣氛圍及攪拌條件下，將溶液2以2～3s/滴的速度滴加至溶液1中，氮氣氣氛下恒溫反應6～18h，得到溶液3；