[發(fā)明專利]一種疏水物品表面親水化的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011166910.9
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112390976B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉洪江
• 申請（專利權(quán)）人: 劉洪江
• 主分類號: C08J7/056
• 分類號: C08J7/056;C08L69/00;C08L67/02;C08L27/18;C08L77/00;C08L27/06;C08L23/06;C08L23/12;C08L27/16;C08L25/06;C08L9/00;C08L9/06;C08L75/04
• 代理公司: 北京尚倫律師事務(wù)所 11477
• 代理人: 謝麗莎

一種疏水物品表面親水化的方法，包括：步驟1，制備極性聚合物的水溶液，所述水溶液成分包括：(1)由結(jié)構(gòu)式1表示的極性聚合物，其含量為0.5–20mg/mL，(2)氯化鈉,其含量為0.001–250mg/mL，(3)多胺或多酚，其含量為0–5mg/mL,其余為水；步驟2，將所制備的溶液加熱并保持微沸0–120分鐘；步驟3，用上述所制備的熱的極性聚合物水溶液涂覆疏水的物品；步驟4，待涂覆的水溶液冷至室溫后，用清水淋洗疏水物品的表面，將其置于在空氣中自然晾干。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固體表面處理領(lǐng)域，具體涉及一種實現(xiàn)疏水物品表面親水化的方法。

背景技術(shù)

在人類生產(chǎn)生活中，合成高分子材料，如塑料、樹脂和纖維扮演不可或缺的角色。在眾多合成高分子材料中，很多具有重要工業(yè)價值的合成高分子材料如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等都是非極性或弱極性的。與之相伴的是其表面能通常非常低，這不僅賦予這類高分子材料良好的絕緣性和耐腐蝕性，同時也造成這類高分子材料表面物理化學(xué)性質(zhì)非常惰性，特別是體現(xiàn)在其表面非常疏水，在常溫常壓下在空氣中水滴在其表面的接觸角(θ_w/a)大于90度(接觸角測量所用水滴的體積為2–3微升)。目前全球的涂料工業(yè)正在加快實現(xiàn)以綠色環(huán)保的以水性涂料取代傳統(tǒng)油性涂料，以減少有機揮發(fā)物的排放，消除有機揮發(fā)物對人體健康和生態(tài)環(huán)境的危害。可是因為低極性高分子表面的表面能明顯小于水的表面張力，因此以水為分散介質(zhì)的水基涂料無法有效地浸潤這樣的高分子表面，很難鋪展成一層均勻的液膜。為了促進水基涂料在其上有效鋪展，疏水高分子表面需要通過伽馬射線或高能量等離子體輻照等方法對其進行強氧化處理，增加表面能。不過目前的這些表面處理方法均需借助復(fù)雜的，龐大的設(shè)備，操作復(fù)雜，操作成本和能耗高，無法用于大規(guī)模，大面積的表面處理應(yīng)用，很難和現(xiàn)在的涂料工藝結(jié)合。另外，這些強氧化的表面處理方法無法實現(xiàn)的對氟化高分子如聚四氟乙烯的表面親水化。正是因為這些技術(shù)困難，盡管越來越的綠色環(huán)保的水基涂料被開發(fā)出來，其所使用的對象基本集中與高表面能如磚，混凝土，石灰等無機固體表面，金屬表面，以及木質(zhì)材料表面。截至目前，水基涂料鮮有應(yīng)用于低表面能的塑料表面的涂覆。

發(fā)明內(nèi)容

伴隨著當(dāng)代化學(xué)的高度發(fā)展，化學(xué)家在不斷完善傳統(tǒng)的以共價鍵結(jié)合為核心的化學(xué)合成和修飾技術(shù)，同時更是借鑒生物組織借助分子間非共價鍵的弱相互作用，如范德化力和氫鍵，將不同小分子和高分子組裝在一起，形成超分子結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)就是這種借助分子間弱相互作用組裝的范例。多肽高分子鏈分子通過范德化力和氫鍵一起組裝成二級結(jié)構(gòu)的α-螺旋和β-折疊，后者再借助范德化力和氫鍵組裝成具有復(fù)雜的三級乃至四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。受到生物高分子通過分子間弱相互作用組裝的啟發(fā)，本發(fā)明旨在基于分子間弱相互作用的方式將極性聚合物有效地，均勻地吸附在非極性或弱極性的聚合物表面，形成致密的薄膜涂層，進而開發(fā)一種簡單可行的、可以大規(guī)模化應(yīng)用的疏水物品表面親水化的方法。