[發明專利]互穿聚合物網絡

有效

• 申請號: 201780041131.6
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN109642003B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: W·S·Y·黃;A·特里科利;D·R·尼斯貝特;Z·施塔赫斯基
• 申請（專利權）人: 澳大利亞國立大學
• 主分類號: C08G18/12
• 分類號: C08G18/12;C08G18/65;C08F220/14;C08J3/24;C08J3/09;C08J5/18;C08K3/36;C09D175/08;C09D133/04
• 代理公司: 北京世峰知識產權代理有限公司 11713
• 代理人: 康健;王思琪

本發明涉及一種包含互穿網絡的膜、它的用途以及其制備方法。所產生的膜顯示出良好的耐久性、耐化學性以及透明度。所述膜是由作為于有機溶劑中的膠體懸浮液形成的互穿網絡和顆粒狀固體產生的。

技術領域

本發明涉及互穿聚合物網絡和由其制備的膜。

背景技術

天然的自潔表面，如荷葉依賴于自發形成滾動的水滴，所述水滴懸浮和捕集污染物，從而使得它們能夠容易去除。經由表面紋理化和產生卡西-巴克斯特(Cassie-Baxter)潤濕狀態的化學方法的組合達到了所需的極端不潤濕效果。該超疏水狀態的耐久性是通過有機組織的粘結性和自修復特性來確保的。已經制成了模擬并且超越天然自潔的合成超疏水紋理，然而，這樣的結構的結構穩定性常常不足以用于實際應用。已經表現出工業標準磨損恢復力的少數穩固結構仍高度依賴于基材類型或受到光學透明度的限制。自修復超疏水材料反而常常需要經由外部刺激進行再生并且通常是基于更費力的多步驟工藝。此外，很少有表面已經在磨損期間表現出穩定的滾動角(SA)和接觸角滯后(CAH)，這兩者都是實現原始荷葉效應(SA10°)和高效自潔的基礎。在已知的超疏水材料中，氟官能化的納米結構化的二氧化硅代表了最主要利用的一類材料，但是受到它的不佳的機械耐久性的阻礙。這些長期挑戰限制了現有超疏水涂層的有用性，并且耐久的超疏水性仍然是一個被積極研究的領域。

將彈塑性化合物并入達到完美的卡西-巴克斯特潤濕狀態所需的復雜分層紋理中有可能增強它們的穩固性和長期使用。提供高光學透明度的可彈性和塑性變形的分層結構和材料對于設計和合成來說具有挑戰性。

互穿聚合物網絡(IPN)代表了一類極其堅韌的聚合物，這是因為聚合物鏈進行原子水平交織，從而形成韌化的聚合物網而不需要鏈之間的共價鍵合。然而，它們的合成對完全膠凝敏感，并且需要小心控制網之間的纏結。雙組分IPN通常由整合在更主要的連續相內的分散相制成并且利用這兩種交聯成分的益處。具體來說，聚氨基甲酸酯-丙烯酸(PU-PMMA)體系已經吸引了很多的關注，這是因為這兩種單獨成分表現出對比鮮明的軟橡膠狀和剛性特性。然而，缺乏使用IPN將大規模表面共紋理化的方法。

發明內容

在本發明的第一個方面，提供了用于制備包含互穿聚合物網絡的涂層的方法，所述方法包括將膠體懸浮液施涂到表面上以產生被涂覆的表面，其中所述膠體懸浮液包含懸浮在有機溶劑中的膠體顆粒，其中所述膠體顆粒包含互穿聚合物網絡，并且其中所述互穿聚合物網絡包含聚氨基甲酸酯和聚丙烯酸酯；以及將顆粒狀固體施涂到被涂覆的表面上，其中所述顆粒狀固體的基本上整個表面被官能化而具有疏水性以形成涂層。

以下選擇方案可以單獨地或以任何合適的組合形式結合第一個方面一起使用。

所述方法可以包括將膠體懸浮液施涂到表面上以在所述表面上形成膜。所述施涂可以包括將所述懸浮液噴涂到所述表面上。它可以包括浸涂、旋涂、滴液流延或靜電紡絲。所述懸浮液的粘度可以小于1000cP。所述膠體懸浮液可以具有約5％至約25％的固體含量。