[發(fā)明專利]一種納米淀粉超疏水涂層的制備方法

有效

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• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN109235037B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設計）人: 王煦漫;張彩寧;劉笑笑;劉筱;趙明遠
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: D06M15/11
• 分類號: D06M15/11;C08F251/00;C08F218/08;C08F2/26;D06M101/06;D06M101/32;D06M101/34;D06M101/28;D06M101/20
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 寧文濤

本發(fā)明公開了一種含納米淀粉超疏水涂層的制備方法，具體包括以下步驟：先采用超聲波處理淀粉，制備納米淀粉分散液；其次，將納米淀粉分散液用含雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑進行表面處理；再次，將經過表面處理的納米淀粉與醋酸乙烯酯乳液聚合，合成出疏水乳液；最后，將乳液浸涂在基質表面上，經烘干得到具有超疏水性能涂層。本發(fā)明的方法采用的納米材料為淀粉，低表面能物質為聚醋酸乙烯酯，所用材料成本低廉易得，具有良好環(huán)保性能，且采用該方法制備的涂層具有良好的超疏水性能，對水的接觸角均超過151.6°。

技術領域

本發(fā)明屬于超疏水材料制備技術領域，涉及一種納米淀粉超疏水涂層的制備方法。

背景技術

超疏水材料是一種新型材料，因其表面對水的接觸角大于150°，所以超疏水表面防水、防污、自清潔、抗結冰等性能比較好，因此超疏水材料在工農業(yè)領域及日常生活中具有良好的應用前景。制備超疏水表面的基本方法是將納米材料和低表面能物質協(xié)同作用，目前常采用的納米材料如氧化鈦、氧化鋅、氧化硅等，不但成本高昂，而且會對環(huán)境造成污染。此外，現(xiàn)在使用的低表面能物質主要是含氟或含硅的化學品，價格較高，也會造成環(huán)境污染。因此，上述這些缺陷都限制了超疏水表面的發(fā)展及應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種納米淀粉超疏水涂層，解決了現(xiàn)有技術中存在的超疏水涂層制備方法成本較高、易造成污染的問題。

本發(fā)明所采用的技術方案是，一種含納米淀粉超疏水涂層的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、采用超聲波處理淀粉，制備納米淀粉分散液；

步驟2、對納米淀粉分散液進行表面處理，制備經表面處理的納米淀粉；

步驟3、將經表面處理的納米淀粉與醋酸乙烯酯乳液聚合，合成疏水乳液；

步驟4、將疏水乳液浸涂在基質表面上，制備具有超疏水性能涂層。

步驟1的具體過程為：將淀粉加入水中攪拌使淀粉分散均勻，然后在2-10℃下進行超聲波處理，得納米淀粉分散液。

步驟2中納米淀粉分散液表面處理的過程為：向納米淀粉分散液中依次加入無水乙醇和含雙鍵硅烷偶聯(lián)劑，在40-80℃下攪拌1-8h后，經離心分離、洗滌，得到經表面處理的納米淀粉。

步驟3中合成疏水乳液的具體過程為：將乳化劑以及引發(fā)劑加入水中攪拌均勻，接著依次加入經表面處理的納米淀粉和醋酸乙烯酯，混合均勻后在40-60℃下乳液聚合4-8h，得疏水乳液。

步驟4中對基質表面進行疏水乳液浸涂的過程為：先將基質用蒸餾水超聲波清洗1-4次后烘干，取烘干后的基質，浸入疏水乳液中，室溫下攪拌5-30min后，放入烘箱于20-80℃烘干，重復浸入、烘干1-3次后，得超疏水涂層。

步驟1中超聲波處理時間為4-8h，淀粉與水的質量比為5-10:100。

步驟2中納米淀粉分散液與無水乙醇的體積比為1:1，含雙鍵硅烷偶聯(lián)劑的添加量為納米淀粉分散液質量的2％。

步驟3中乳化劑與水的質量比為2-6:100，引發(fā)劑與水的質量比為0.1-0.3:100，納米淀粉與水的質量比為1-5:100，醋酸乙烯酯與水的質量比為5-15:100。

淀粉為玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、紅薯淀粉、木薯淀粉、小麥淀粉、綠豆淀粉中的任一種；含雙鍵硅烷偶聯(lián)劑為γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的任一種；乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、油酸鉀、硬脂酸鈉中的任一種；引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸鈉、過氧化氫、異丙苯過氧化氫中的任一種。

基質為棉織物、尼龍織物、滌綸織物、腈綸織物、丙綸織物中的任一種。