[發明專利]一種仿生超疏水復合有機顏料的制備方法

有效

• 申請號: 201710205448.0
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106947305B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 劉平樂;黃金良;熊偉;郝芳;呂揚;羅和安;熊紹鋒;劉衛湘;譚建杰;謝彥;陳秋霖
• 申請（專利權）人: 湘潭大學;湘潭源遠海泡石新材料股份有限公司
• 主分類號: C09D5/16
• 分類號: C09D5/16;C08K9/12;C08K9/06;C08K9/02;C08K7/26;C08K5/00;C09B67/20
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 冷玉萍

本發明公開一種仿生超疏水復合有機顏料的制備方法，包括海泡石的酸活化、海泡石吸附有機顏料及有機硅烷改性海泡石等步驟。本方法利用正硅酸乙酯在以改性后海泡石為載體的有機復合顏料的表面形成一層粗糙的外表面，控制正硅酸乙酯濃度即可控制粗糙表面厚度；同時硅烷化試劑的加入來修飾復合顏料使其表外面形成烷基基團，減小了其表面能，從而使海泡石復合有機顏料具備有了超疏水性能。本發明合成設備簡單，無污染，成本投入少，所得超疏水復合有機顏料除具有其應有的色澤艷麗性能外，還具有超疏水自清潔功能，不溶于酸、堿等液體，有較強的耐有機溶劑、耐熱、和抗紫外老化性等性能。

技術領域

本發明涉及材料制備及化學工程領域，具體涉及一種仿生超疏水復合有機顏料的制備方法。

背景技術

當水滴與固體表面的接觸角大于150°且滾動角小于10°時，該固體表面被稱為超疏水表面。超疏水表面可以應用于材料的自清潔，防污，防塵等方面的應用領域，有很大的實際應用價值。在自然界中存在著許多超疏水表面生物，如荷花葉表面，水鳥的羽毛等。

海泡石具有石中 “白金”的美稱，主要是因為其比表面積大，孔隙率大，價格低等特點，并且具有良好的吸附性能，因而海泡石可廣泛應用于吸附染料形成顏料產品。

目前，有機顏料由于性能更優越而逐漸取代無機顏料廣泛應用于涂料，油墨，塑料等多個領域。部分常見有機顏料是采用有機染料為著色劑，并以黏土礦石如海泡石為載體合成的納米級有機/無機復合顏料。其工藝簡單，綠色無污染，成本低，但是其顏料產品存在性能較差，穩定性不足，應用領域狹窄等諸多問題，從未限制了其應用。

近年來，超疏水表面材料引起了科學家的廣泛關注，人工制備超疏水表面的新方法不斷涌現。目前的制備方法主要分為兩類 ：一是用低表面能材料修飾具有微納米結構的表面；二是在低表面能材料表面構建微納米結構。可在有機復合顏料表面構造一層超疏水表面可以極大的優化其性能，增加對惡劣工作環境（ 強酸強堿、有機溶劑、紫外線等）的耐受能力，從而提高材料的應用價值和擴寬應用領域。

中國專利CN105102558A介紹了一種超疏水涂層組合物，超疏水涂層組合物可以包括二氧化硅或鈦的有機改性的納米顆粒作為疏水劑，以及聚氨酯作為粘結劑，所述涂層組合物適用于玻璃、金屬和塑料以及汽車漆面等應用，但是一旦材料外表面受到磨損，其表面的超疏水性能便會明顯受到影響。

J. Mater. Chem. A, 4（2016）901–907，介紹了通過低表面能材料修飾具有微納米結構的表面的方法，利用硅烷在凹凸棒石表面形成超疏水層，從而提高了產品的性能及穩定性。

中國專利CN105733385A（泉州三欣新材料的彭新艷等人）通過氣凝膠負載硅油的方式，將硅油潤滑液封進水性樹脂涂料基材內部，達到硅油潤滑油在水性涂料基材表面的緩釋作用，起到潤滑保潔。但其過程復雜，成本昂貴，潤滑效果不佳，效果緩慢。

發明內容

鑒于現有工業應用有機顏料存在價格昂貴，耐酸、堿、有機溶劑等穩定性差，利用率低，或合成過程復雜，成本高，或者應用領域比較單一狹窄等的不足，本發明提供一種明顯提高穩定性且降低成本的仿生超疏水復合有機顏料的制備方法。

本發明的技術方案為：

一種仿生超疏水復合有機顏料的制備方法，包括如下步驟：

（1）將有機染料溶于水，然后在攪拌條件下加入活化海泡石，有機染料與活化海泡石的質量比為0.1~0.4：10~20，攪拌吸附4~6小時，過濾干燥得到海泡石/有機染料復合顏料；

（2）將步驟（1）所得復合顏料完全溶解于乙醇-氨的乙醇飽和溶液中，磁力攪拌2~10min，然后在攪拌條件下依次加入正硅酸乙酯（TEOS）和硅烷化試劑，復合顏料與硅烷化試劑的用量比為（4~8：0.10~0.510）g/ml;