[發(fā)明專利]一種基于摩擦起電的能量收集涂層材料及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710225554.5
• 申請(qǐng)日: 2017-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN107022296B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王道愛;鄭有斌;周峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): C09D175/14
• 分類號(hào): C09D175/14;C09D5/16;C09D4/02;H02N1/04
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 周瑞華

1.一種基于摩擦起電的能量收集涂層材料，其特征在于該涂層材料是由以下質(zhì)量百分比的組分組成：含氟丙烯酸聚氨酯預(yù)聚物 20~90%、聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚物 0.01~70%、甲基丙烯酸酯類單體或預(yù)聚物 0.01~50%、光引發(fā)劑2%~5%、助劑 0.1%~3%；所述含氟丙烯酸聚氨酯預(yù)聚物通過以下方法制備得到：將全氟醇和含羥基丙烯酸酯溶于除水甲苯或二甲苯中，在40~70°C加入含有阻聚劑的二異氰酸酯，然后加入催化劑反應(yīng)3~4小時(shí)；所述聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚物通過以下方法制備得到：將全氟醇溶于除水甲苯或二甲苯中，在40~70°C加入含有阻聚劑的異氰酸酯丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸異氰基乙酯，然后加入催化劑反應(yīng)3~5小時(shí)。

2.如權(quán)利要求1所述的涂層材料，其特征在于所述含氟丙烯酸聚氨酯預(yù)聚物的制備方法中，二異氰酸酯中異氰酸酯基總量與全氟醇和含羥基丙烯酸酯中所含羥基總量的摩爾比為1: 1~1.1；所述阻聚劑為2,6-二叔丁基對(duì)甲酚，其用量為二異氰酸酯質(zhì)量的0.1% ~0.2%；所述催化劑為二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫，用量為二異氰酸酯、全氟醇和含羥基丙烯酸酯質(zhì)量之和的0.05%~0.1%。

3.如權(quán)利要求1或2所述的涂層材料，其特征在于所述二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯中的一種或幾種的混合物。

4.如權(quán)利要求1或2所述的涂層材料，其特征在于所述含羥基丙烯酸酯為甲基丙烯酸-β-羥乙酯、甲基丙烯酸-β-羥丙酯、丙烯酸-β-羥乙酯、丙烯酸-β-羥丙酯中的一種或幾種的混合物。

5.如權(quán)利要求1所述的涂層材料，其特征在于所述聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚物的制備方法中，異氰酸酯丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸異氰基乙酯中的異氰酸酯基總量與全氟醇所含羥基總量的摩爾比為1.2 ~ 1 :1；所述阻聚劑為2,6-二叔丁基對(duì)甲酚，其用量為含異氰酸基團(tuán)化合物質(zhì)量的0.1%~0.2%；所述催化劑為二月桂酸二丁基錫，用量為含異氰酸基團(tuán)化合物與全氟醇質(zhì)量總和的0.05%~0.1%。

6.如權(quán)利要求1、2或5所述的涂層材料，其特征在于所述全氟醇為全氟烷基乙醇、全氟十醇、全氟丁醇、全氟-1-辛醇、2-全氟辛基乙醇、1,1,2,2-四氫全氟十二醇、1H,1H,2H,2H-全氟己-1-醇、1,1,2,2-四氫全氟十四醇、1H,1H-全氟-1-十二(烷)醇中的一種或幾種的混合物。

7.如權(quán)利要求1所述的涂層材料，其特征在于所述甲基丙烯酸酯類單體或預(yù)聚物為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-β-羥乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十七氟癸酯中的一種或幾種的混合物。

8.如權(quán)利要求1所述的涂層材料，其特征在于所述光引發(fā)劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、苯甲酰甲酸甲酯中的一種或多種的混合物。

9.如權(quán)利要求1所述的涂層材料，其特征在于所述助劑為消泡劑和/或流平劑。

10.將權(quán)利要求1所述基于摩擦起電的能量收集涂層材料噴涂、刷涂或者旋涂于導(dǎo)電材料上并紫外光固化2~5分鐘，即得涂層摩擦電能量收集器件。