[發(fā)明專利]一種彩虹效應(yīng)水溶性聚丙烯酸涂料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810131351.4
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108314934B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘明珠;趙國敏;丁春香;翟勝丞;陳楚楚;李大綱
• 申請（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C09D101/04
• 分類號: C09D101/04;C09D133/02;C09D5/29
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本發(fā)明公開一種彩虹效應(yīng)水溶性聚丙烯酸涂料的制備方法，屬于聚丙烯酸涂料領(lǐng)域。所述彩虹效應(yīng)水溶性聚丙烯酸涂料的制備方法是將微晶纖維素經(jīng)硫酸酸解、超聲破碎制成納米晶態(tài)纖維素膠體，然后將水溶性聚丙烯酸涂料加入納米晶態(tài)纖維素膠體中反應(yīng)，制得彩虹效應(yīng)水溶性聚丙烯酸涂料。與普通水溶性聚丙烯酸涂料相比，彩虹效應(yīng)水溶性聚丙烯酸涂料將納米晶態(tài)纖維素膠體的手性向列型液晶結(jié)構(gòu)復(fù)制于其中，使得制成的涂膜顏色豐富，跨越了整個(gè)可見光區(qū)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚丙烯酸涂料的應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種彩虹效應(yīng)水溶性聚丙烯酸涂料的制備方法。

背景技術(shù)

水溶性聚丙烯酸涂料價(jià)格低廉，具有安全環(huán)保、耐候性優(yōu)異、成膜性好、保色性佳、合成加工簡單等特點(diǎn)。除此之外，水溶性聚丙烯酸涂料的配方比較靈活，通過添加不同性能的填料或與功能性單體共聚等方式可配制成滿足不同的功能化需要的水溶性聚丙烯酸涂料產(chǎn)品。目前水溶性聚丙烯酸涂料在防水、防火、防腐、海洋防污以及隔熱保溫涂料等功能方向上已有著廣泛的應(yīng)用，但是對水溶性聚丙烯酸涂料色彩的功能化改性卻鮮有報(bào)道。

納米晶態(tài)纖維素(nanocrystalline cellulose，NCC)是一種尺寸為幾十到幾百納米的剛性棒狀體，具備高結(jié)晶度、高楊氏模量、高強(qiáng)度、高比表面積等優(yōu)良特性，同時(shí)也具有多級孔道結(jié)構(gòu)，其表面含有多個(gè)可反應(yīng)羥基的模板結(jié)構(gòu)。由于NCC膠體中存在磺酸基，在一定濃度下，NCC可以形成有序液晶相結(jié)構(gòu)，稱為手性向列型液晶相。NCC膠體干燥過程中，有序液晶相結(jié)構(gòu)保留在NCC薄膜中，使之實(shí)現(xiàn)對可見光區(qū)不同波長的選擇性反射，致使NCC薄膜的顏色由紅橙色變?yōu)樗{(lán)紫色，即表現(xiàn)為彩虹效應(yīng)。目前已有研究利用NCC模板將NCC的有序液晶相結(jié)構(gòu)復(fù)制于聚乙二醇中，制得NCC/聚乙二醇彩虹膜。本發(fā)明將NCC的有序液晶相結(jié)構(gòu)復(fù)制于水溶性聚丙烯酸涂料中，制得具有彩虹效應(yīng)的水溶性聚丙烯酸涂料，賦予水溶性聚丙烯酸涂料色彩功能性，擴(kuò)大了水溶性聚丙烯酸涂料的應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)拓展了NCC的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的：提供一種彩虹效應(yīng)水溶性聚丙烯酸涂料的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種彩虹效應(yīng)水溶性聚丙烯酸涂料的制備方法，將微晶纖維素經(jīng)硫酸酸解、超聲破碎制成納米晶態(tài)纖維素膠體，然后將水溶性聚丙烯酸涂料加入納米晶態(tài)纖維素膠體中反應(yīng)，制得彩虹效應(yīng)水溶性聚丙烯酸涂料。具體制備方法如下：

(1)將微晶纖維素分散在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58～64％的硫酸水溶液中，所述微晶纖維素與硫酸水溶液的質(zhì)量比為1∶8～12，充分混合，在45～60℃溫度范圍下攪拌1～2h，得到微晶纖維素和硫酸水溶液的共混物，將上述共混物經(jīng)過稀釋、離心、透析至pH值中性，然后超聲25～50min，超聲功率為600～900W，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.8～2.3％的納米晶態(tài)纖維素膠體；

(2)在步驟(1)的納米晶態(tài)纖維素膠體中，按質(zhì)量比納米晶態(tài)纖維素膠體∶水溶性聚丙烯酸涂料＝100∶6～30稱取水溶性聚丙烯酸涂料，加入到納米晶態(tài)纖維素膠體中，充分混合，超聲20～40min，超聲功率120～150W，然后在20～25℃攪拌2～4h，形成彩虹效應(yīng)水溶性聚丙烯酸涂料。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

(1)該方法利用納米晶態(tài)纖維素膠體的手性向列型液晶結(jié)構(gòu)和良好的模板效應(yīng)，將納米晶態(tài)纖維素膠體的手性向列型液晶結(jié)構(gòu)復(fù)制于水溶性聚丙烯酸涂料中，穩(wěn)定性好。

(2)與普通水溶性聚丙烯酸涂料相比，彩虹效應(yīng)水溶性聚丙烯酸涂料的涂膜在干燥過程中顏色經(jīng)歷了由最初的白色半透明變?yōu)榧t橙色，待干燥結(jié)束，涂膜呈現(xiàn)不同的顏色。

(3)干燥結(jié)束后的涂膜中，隨著所含納米晶態(tài)纖維素膠體含量逐漸增加，涂膜在自然光下顏色由紅橙色向青藍(lán)色轉(zhuǎn)變。

附圖說明

圖1是實(shí)施例1所得青藍(lán)色水溶性聚丙烯酸涂膜。

圖2是實(shí)施例2所得黃綠色水溶性聚丙烯酸涂膜。