[發(fā)明專利]一種自組裝絲素納米纖維改性的聚合物涂料的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011094436.3
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112210260A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范儒文
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞狐馬商貿(mào)有限公司
• 主分類號: C09D129/04
• 分類號: C09D129/04;C09D189/00;C09D175/04;C09D161/06;C09D101/02;C09D7/61
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 黃曉蘭

本發(fā)明提供一種自組裝絲素納米纖維改性的聚合物涂料的制備方法，包括以下步驟：將絲素蛋白溶液冷凍干燥后，得到絲素蛋白粉末，在低溫環(huán)境下，加入尿素/己內(nèi)酰胺/氫氧化鈉/水溶劑體系中，攪拌水解，冷凍，重復(fù)，透析分散離心得到二次降解的絲素納米纖維溶液；將溶液滴加于高取向度的聚四氟乙烯薄膜表面，自然干燥，取出，經(jīng)乙醇水預(yù)處理，干燥得到自組裝絲素納米纖維膜；將自組裝絲素納米纖維膜破碎后，加入海泡石、膨脹珍珠巖、二氧化鈦、二氧化硅微球和纖維素纖維中，混合均勻，再加入成膜助劑、分散劑、增稠劑、消泡劑、潤濕劑和水高速攪拌分散，加入聚合物乳液，低速攪拌均勻，過濾，消泡，得到自組裝絲素納米纖維改性的聚合物涂料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自組裝絲素納米纖維改性的聚合物涂料的制備方法。

背景技術(shù)

絲素蛋白是蠶絲的重要組成部分，占蠶絲總量的70-80％，絲素蛋白中含有18中氨基酸，是一種纖維狀蛋白，由無定形區(qū)、silkI型結(jié)晶區(qū)和silkII型結(jié)晶區(qū)構(gòu)成，通過調(diào)節(jié)溶劑、溫度、應(yīng)力和pH值等因素，水溶性的silkI型結(jié)晶區(qū)可轉(zhuǎn)變?yōu)樗蝗苄缘膕ilkII型結(jié)晶區(qū)，絲素蛋白的保溫性和透氣性好，且具有優(yōu)良的機(jī)械性能、生物相容性和良好的生物降解性，在紡織、醫(yī)學(xué)和涂料領(lǐng)域都有較好的應(yīng)用。

中國專利CN107936721A公開的一種耐水持久絲素復(fù)合改性二氧化硅涂料的制備方法，將真空干燥后的納米二氧化硅在甲苯中分散，升溫回流攪拌，滴加去離子水、無水乙醇、甲酸以及巰丙基三甲氧基硅烷，繼續(xù)回流攪拌，過濾干燥，抽提干燥，得到改性二氧化硅，然后將絲素蛋白加入蒸餾水，用孔徑為0.22μm的微孔濾膜過濾后，加入氫氧化鈉與過硫酸銨，將改性二氧化硅加入其中，攪拌加入馬來酸酐接枝聚烯烴、丙烯酰胺，加熱至120-160℃通入氮?dú)夥磻?yīng)，恒溫?cái)嚢瑁礈炖鋬龈稍铮c蒙脫土、納米竹纖維混合得到混合粉末。最后聚乙烯醇與水性聚氨酯加入蒸餾水，加熱攪拌至完全溶解，滴加檸檬酸水溶液，加入混合填料、水性成膜助劑乙二醇丁醚、OP-10乳化劑、消泡劑、分散劑和水，在40-60℃濕法球磨15-30分鐘，得到混合原料，最后將混合粉末和混合原料混合球磨，均質(zhì)，得到耐水持久絲素復(fù)合改性二氧化硅涂料。該方法將含巰基的改性納米二氧化硅與絲素蛋白均勻分布成膜后再溶解，使改性二氧化硅小分子被絲素大分子包圍，因此分子間不易團(tuán)聚，然后再進(jìn)行酰胺化反應(yīng)，改善其相容性，進(jìn)行酯化反應(yīng)，降低其結(jié)晶度，改善其溶解性，因而使絲素與改性二氧化硅均勻分布在涂料中，因此涂料的耐水性和耐持久性好，絲素與聚乙烯醇有輕微溶脹，結(jié)合力好，不易脫落。中國專利CN101044848B公開的一種以絲素固載的納米銀抗菌粉體及其制備方法，將絲素溶液與硝酸銀溶液混合，用鹽酸或氫氧化鈉溶液將混合溶液的pH值調(diào)整到一定值，在一定溫度下反應(yīng)一段時(shí)間，待溶液顏色逐漸由無色變?yōu)辄S色，反應(yīng)液經(jīng)過濾、清洗，將絲素固載的納米銀溶液進(jìn)行噴霧干燥，可制得絲素平均粒徑在30～300nm，納米銀平均粒徑在1-70nm之間的均勻顆粒，該顆粒中1-5wt％的納米銀顆粒在絲素蛋白質(zhì)肽鏈表面和微孔內(nèi)牢固吸附，絲素蛋白質(zhì)氨基酸殘基直接還原硝酸銀溶液，絲素蛋白質(zhì)既作還原劑又作保護(hù)劑，形成的絲素固載納米銀復(fù)合粉體具有高度的分散性和穩(wěn)定性，可使用于涂料中。由上述現(xiàn)有技術(shù)可知，絲素蛋白改性材料在涂料領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種自組裝絲素納米纖維改性的聚合物涂料的制備方法，本發(fā)明將二次水解的原生蠶絲納米纖維素作為改性材料，通過將自組裝制備的絲素納米纖維膜添加到聚合物涂料中，以提高聚合物涂料的耐磨性、耐劃傷性、柔韌性和保溫性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種自組裝絲素納米纖維改性的聚合物涂料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將脫膠蠶絲加入溴化鋰溶液中，加熱溶解，在流動(dòng)的水中透析，常溫?cái)嚢铦饪s，得到絲素蛋白溶液，經(jīng)冷凍干燥后，得到絲素蛋白粉末；