[發明專利]一種超疏水聚丙烯膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202110490049.X
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113174109A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 吳齊;李沅鴻;張啟綱;樊鵬鵬
• 申請（專利權）人: 河南銀金達新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K3/04;C08K7/26;C08J7/04;C01B32/184
• 代理公司: 洛陽華和知識產權代理事務所(普通合伙) 41203
• 代理人: 陳佳麗

本發明公開了一種超疏水聚丙烯膜及其制備方法。首先用水合肼還原氧化石墨烯制得還原石墨烯；然后向聚丙烯的二甲苯溶液中引入制備的還原石墨烯、納米二氧化硅、失水山梨醇硬脂酸酯、乙醇和水，得到流延分散液；最后將流延分散液流延至聚丙烯膜基底上，干燥后得到超疏水聚丙烯膜。在聚丙烯膜上流延疏水功能層，可顯著提高聚丙烯膜的疏水性能。本發明提供的超疏水聚丙烯膜的制備方法，工藝流程簡單，制備過程無需特殊設備，并且對干燥氛圍無特殊要求，適合大規模連續生產，在超疏水聚丙烯膜材料領域具有應用價值。

技術領域

本發明涉及薄膜技術領域，具體涉及一種超疏水聚丙烯膜及其制備方法。

背景技術

疏水性是材料表面的重要性質之一，它取決于材料表面的化學組成和微觀幾何結構。超疏水材料具有自清潔、防水防污的特性，是目前功能材料的研究熱點之一。聚丙烯是一種由丙烯單體聚合而成的熱塑性聚合物，由于其擁有較好的耐酸堿性，高疏水性和熱穩定性，且價格低廉，已廣泛應用于纖維、包裝材料、管道材料、容器材料、各種零部件等領域。

聚丙烯疏水材料已有較多報道，如Erbil等以良溶劑-不良溶劑的相分離法制備聚丙烯超疏水材料（H.Y. Erbil et al，Transformation of a simple plastic into asuperhydrophobic surface，Science，2003，299，1377），其缺點是使用了等規聚丙烯（全同立構聚丙烯），且所得超疏水層為粉末狀聚丙烯納米顆粒，力學性能較差。吉海燕等人（專利申請號：200910024925.9）利用相分離法制備了一種超疏水聚丙烯薄膜，所用聚丙烯的良溶劑為二甲苯，不良溶劑為丙酮。吳軍良等人（專利申請號：201210330038.6）制備了一種超疏水聚丙烯薄膜，制備過程需要特殊的干燥氛圍（相對濕度75-85%，乙醇蒸汽濃度5-20%）。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超疏水聚丙烯膜及其制備方法，該制備方法的制備過程無需特殊的大型設備，并且對干燥氛圍無特殊要求，在大氣氛圍下干燥即可，制備的聚丙烯復合膜具有良好的疏水性。

本發明首先用水合肼還原氧化石墨烯制得還原石墨烯；然后向聚丙烯的二甲苯溶液中引入制備的還原石墨烯、納米二氧化硅、失水山梨醇硬脂酸酯、乙醇和水，得到流延分散液；最后將流延分散液流延至聚丙烯膜基底上，干燥后得到超疏水聚丙烯復合膜。

聚丙烯復合膜的具體制備工藝如下：

1）制備還原石墨烯：將氧化石墨烯和水合肼加入到水中，加熱至100℃，攪拌反應24小時，反應后的混合物經冷凍干燥后，得到還原石墨烯；

2）配置流延分散液：將步驟1）的還原石墨烯、納米二氧化硅、失水山梨醇硬脂酸酯和乙醇加入到水中，混合均勻得到混合液1；將聚丙烯顆粒加入到二甲苯中，加熱至130℃，使聚丙烯顆粒完全溶解后冷卻至室溫，得到混合液2；將混合液1加入到混合液2中，攪拌均勻得到流延分散液；

3）流延復合：采用流延法將步驟2）的流延分散液流延至聚丙烯膜基底上，在70-80℃進行干燥，冷卻后得到超疏水聚丙烯膜。

進一步的，步驟1）中氧化石墨烯與水的質量比為1:1000；水合肼與水的體積比為1:1000。

進一步的，步驟1）中冷凍干燥的條件為-10℃、10Pa真空度下干燥 5d。

進一步的，步驟2）中所述納米二氧化硅粒徑為20-40nm；所述失水山梨醇硬脂酸酯為Span-60；所述乙醇為75%、95%或無水乙醇中的至少一種；所述聚丙烯為全同聚丙烯。

進一步的，步驟2）中還原石墨烯、納米二氧化硅、失水山梨醇硬脂酸酯、乙醇、水、聚丙烯和二甲苯和質量份數配比為：還原石墨烯0.2-0.5份，納米二氧化硅0.2-0.5份，失水山梨醇硬脂酸酯0.01-0.03份，乙醇1-5份，水1份，聚丙烯5-10份，二甲苯90-100份。

進一步的，步驟3）中聚丙烯膜基底為市售的聚丙烯膜，流延的疏水層厚度為0.05-0.5mm。