[發(fā)明專利]一種具有超親水性能的涂層材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810849810.2
• 申請日: 2018-07-28
• 公開（公告）號: CN109280482A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸福萍
• 申請（專利權(quán)）人: 南京萬卓機電有限公司
• 主分類號: C09D181/06
• 分類號: C09D181/06;C09D133/26;C09D7/61;C08G75/20
• 代理公司: 南京中律知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32341
• 代理人: 沈振濤

本發(fā)明提供的一種具有超親水性能的涂層材料，該具有超親水性能為式(I)所示的聚合物、納米二氧化硅和聚丙烯酰胺的復(fù)合。本發(fā)明還提供了上述具有超親水性能的制備方法。本發(fā)明提供的涂層材料結(jié)構(gòu)簡單、制備工藝簡單、成本低廉，納米二氧化硅與聚丙烯酰胺和新的聚合物復(fù)合不僅提高了親水性能，而且提高了穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料學(xué)領(lǐng)域，涉及一種涂層材料，具體來說是一種具有超親水性能的涂層材料及其制備方法。

背景技術(shù)

“自清潔”概念始于20世紀90年代，自清潔根據(jù)其原理的不同分為超疏水和超親水兩類，超疏水涂層為水接觸角＞150°，滾動角＜10°的涂層，其自清潔原理主要通過表面水珠的滾動帶走表面污染物實現(xiàn)自清潔效果；超親水涂層則是水接觸角＜5°，通過在表面形成水膜而帶走表面污染物最終實現(xiàn)自清潔效果。

近些年，通過控制固體表面的潤濕性而產(chǎn)生的超潤濕表面受到了業(yè)界的關(guān)注，其中超親水表面(表面水的接觸角小于5°)由于其在自清潔和防霧等領(lǐng)域擁有巨大的潛在應(yīng)用價值更是成為了研究熱點。超親水涂層因水的接觸角接近于0°，小水滴與涂層接觸時便迅速鋪展開，形成均勻的水膜，不會影響產(chǎn)品的光學(xué)性能，同時水膜可起到阻擋、隔離污物的效果，可實現(xiàn)油、污物等的易清潔效果。

目前，研發(fā)超親水涂層材料時，一種常見的設(shè)計思路是對涂層材料表面進行化學(xué)修飾，枝接大量的親水性官能團，利用表面大量的親水官團來達到超親水效果。其中，磺酸基是一類穩(wěn)定性良好的親水官能團，可以枝接到二氧化硅納米顆粒的表面來得到超親水的納米二氧化硅，進而制備超親水涂層。總體來說，目前這些技術(shù)的超親水涂層的自清潔、防霧效果及耐久性或制備條件尚不理想。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種具有超親水性能的涂層材料及其制備方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供的一種具有超親水性能的涂層材料，該具有超親水性能為式(I)所示的聚合物、納米二氧化硅和聚丙烯酰胺的復(fù)合物；

其中，式(I)所示的聚合物的結(jié)構(gòu)式為：

式中，n為500～2000之間的整數(shù)。

本發(fā)明還提供了上述具有超親水性能的制備方法，包括以下步驟：

(1)在惰性氣體的保護、350～400℃下，將硫酸二甲酯與4,4’-二氨基苯基羥基氧化膦在催化劑作用下反應(yīng)8-12h，降溫至300℃，即得式(I)所示的聚合物；

(2)以20℃/h的速度降溫至200℃，同時加入聚丙烯酰胺；恒溫1-3h，同時加入納米二氧化硅；冷卻后真空干燥，即得式(I)所示的聚合物、納米二氧化硅和聚丙烯酰胺的復(fù)合物。

步驟(1)中，催化劑選自磷酸三苯酯、三乙胺、乙二胺中的一種或幾種。

步驟(1)中，硫酸二甲酯與4,4’-二氨基苯基羥基氧化膦的摩爾比為(1～1.2)∶1。

步驟(2)中，聚丙烯酰胺、納米二氧化硅與式(I)所示的聚合物的摩爾比為(1～1.2)：(0.4-0.6)∶1，其中，式(I)所示的聚合物以4,4’-二氨基苯基羥基氧化膦的用量計。

有益效果：本發(fā)明提供的涂層材料結(jié)構(gòu)簡單、制備工藝簡單、成本低廉，納米二氧化硅與聚丙烯酰胺和新的聚合物復(fù)合不僅提高了親水性能，而且提高了穩(wěn)定性。

具體實施方式

下面對本發(fā)明作出進一步說明。

實施例1

具有超親水性能的制備方法，包括以下步驟：