[發(fā)明專利]一種ZnO納米線/多壁碳納米管改性聚丙烯復(fù)合膜的制備方法

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• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110746628A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔旭龍;刁銳敏;羅靈
• 申請（專利權(quán)）人: 四川龍華光電薄膜股份有限公司
• 主分類號: C08J7/04
• 分類號: C08J7/04;C09D5/16;C09D7/61;B01D61/02;B01D69/12;B01D67/00;C08L23/12
• 代理公司: 51213 四川省成都市天策商標專利事務(wù)所
• 代理人: 郭會

本發(fā)明公開了一種ZnO納米線/多壁碳納米管改性聚丙烯復(fù)合膜的制備方法，屬于功能薄膜的制備方法技術(shù)領(lǐng)域。包括以下步驟：步驟1：利用陣列水熱法可控合成ZnO納米線；步驟2：用水溶性分散劑將ZnO納米線、多壁碳納米管在溶劑中混合形成ZnO納米線/多壁碳納米管分散液，并超聲分散均勻；步驟3：ZnO納米線/MWCNTs分散液溶于哌嗪(PIP)水溶液中，并與均苯三甲酰氯(TMC)一起置于PP底膜表面，通過界面聚合反應(yīng)使PP底膜表面形成一層致密的復(fù)合膜。本發(fā)明可顯著提高PP膜的導(dǎo)熱性能和耐污染性能，且該工藝適應(yīng)面廣，方法簡便，易于大規(guī)模制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功能薄膜的制備方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種ZnO納米線/多壁碳納米管改性聚丙烯復(fù)合膜的制備方法。

背景技術(shù)

聚丙烯(Polypropylene，PP)是使用最廣泛的熱塑性塑料之一，在包裝、紡織業(yè)、模具制備等方面均有重要的作用。PP是一種多功能聚合物，能抵抗多種化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。但是，PP易燃，而且在燃燒過程中展示出滴下的行為。因此，有必要在PP中加入導(dǎo)熱添加劑以防止產(chǎn)品受到火災(zāi)的侵害，如顏料、炭黑、橡膠、抗氧化劑、紫外線穩(wěn)定劑等加入可改善該性能。

近年來，利用不同種類、粒徑、形狀和結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱填料之間的混合填充對改善復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的協(xié)同效應(yīng)已引起科學(xué)家們的關(guān)注。碳納米管具有較高的熱導(dǎo)率，只要在復(fù)合材料中摻雜微量的碳納米管，該復(fù)合材料的熱導(dǎo)率可能會得到很大的改善。因此，多壁碳納米管(multi-wall carbon nanotubes，MWCNTs)可以改善PP的熱穩(wěn)定性，而且如果MWCNTs能在膜表面均勻分散，則可形成一層特殊的MWCNTs膜，改善PP的防火性能。同時，ZnO是一種半導(dǎo)體材料，在發(fā)光器件、光學(xué)檢測器、傳感器和太陽能電池方面均有巨大的應(yīng)用潛力，其在導(dǎo)熱塑料和紡織品制備方面的應(yīng)用也引起了廣泛的關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有PP膜導(dǎo)熱和防火性能的不足，本發(fā)明提供了一種ZnO納米線/多壁碳納米管改性聚丙烯復(fù)合膜的制備方法，該改性復(fù)合膜可以用于生物防護、防火、紅外偽裝效果和抗靜電。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種ZnO納米線/多壁碳納米管改性聚丙烯復(fù)合膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：利用陣列水熱法可控合成ZnO納米線；

步驟2：用水溶性分散劑將ZnO納米線、多壁碳納米管在溶劑中混合形成ZnO納米線/多壁碳納米管分散液，并超聲分散均勻；

步驟3：將ZnO納米線/多壁碳納米管分散液溶于哌嗪水相溶液中，將聚丙烯膜浸于分散有ZnO納米線/多壁碳納米管的哌嗪水相溶液中，一段時間后取出聚丙烯膜，待其表面完全干燥后再將均苯三甲酰氯有機相倒在聚丙烯膜表面，通過界面聚合反應(yīng)使聚丙烯膜表面形成一層致密的復(fù)合膜，晾干，熱處理，最后用超純水漂洗，除去膜表面未反應(yīng)的溶劑和單體，得到所需要的復(fù)合膜即ZnO納米線/多壁碳納米管改性聚丙烯復(fù)合膜。

更進一步的方案是：步驟1中，利用陣列水熱法可控合成ZnO納米線的具體步驟為：

步驟1.1：將ITO玻璃或硅片分別在丙酮、乙醇和去離子水中超聲清洗10min，再用氮氣吹干；

步驟1.2：然后在干凈的基底上通過磁控濺射的方式沉積ZnO；選用的靶材為純度為99.9％的ZnO；完成濺射后最終獲得40nm厚的多晶ZnO晶種層，得到ZnO納米線。

其中，步驟1.2中，ZnO晶種是在氬氣的環(huán)境下利用射頻濺射方式制備而成；其中，功率為80W，本底真空為1×10^-3Pa，工作真空為0.15Pa，濺射時間為10min。

在一些實施例中，步驟2中，所述水溶性分散劑包括選自十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、烷基酚聚氧乙烯基醚中的一種或多種。