[發(fā)明專利]納米纖維素中空微球的制備方法及其涂層材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110601960.3
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN114369202B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張帆;孫遠(yuǎn)見;陶浩然;宋冰瑤;何佳
• 申請（專利權(quán)）人: 西安工程大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F251/02
• 分類號(hào): C08F251/02;C08F220/10;C08F2/22;C09D151/02
• 代理公司: 西安尚睿致誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61232
• 代理人: 何凱英

本發(fā)明公開了一種納米纖維素中空微球復(fù)合材料的及納米纖維素中空微球涂層材料，制備方法包括：首先將納米纖維素進(jìn)行酯化改性，得到改性納米纖維素Pickering乳化劑；然后將所述改性納米纖維素Pickering乳化劑分散到去離子水中，得到改性納米纖維素水溶液；以改性納米纖維素水溶液為水性，以二氯甲烷和丙烯酸酯類單體混合液為油相，通過Pickering乳液聚合法得到納米纖維素中空微球復(fù)合材料。本發(fā)明將納米纖維素獨(dú)特的性質(zhì)、中空結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，制備出增強(qiáng)增韌高透氣性納米纖維素中空微球涂層材料，與實(shí)心的改性納米纖維素乳液相比，納米纖維素中空微球復(fù)合材料一方面改善納米纖維素在溶劑中的分散性，減少團(tuán)聚，另一方面在增強(qiáng)增韌的同時(shí)，中空結(jié)構(gòu)可縮短氣體分子通過路徑，提高氣體的擴(kuò)散速率，實(shí)現(xiàn)涂層的透氣性，從而賦予基材良好的透氣性，提高其在織物、皮革等領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米纖維素中空微球復(fù)合材料的制備方法及其涂層材料，屬于納米纖維素復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

納米纖維素是一種新興的綠色納米高分子材料，它不僅具有天然纖維素可生物降解、生物相容性好等優(yōu)異特性，還具有比表面積大、長徑比高、強(qiáng)度高、剛性大和高楊氏模量等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)異性能為其在復(fù)合材料、能源、電子、醫(yī)藥、造紙、食品、紡織等領(lǐng)域的發(fā)展以及應(yīng)用開拓了新的道路。近年來，納米纖維素被用來增強(qiáng)高分子聚合物(如聚乙烯醇、水性聚氨酯、聚乳酸、聚己內(nèi)酯等)，開發(fā)出具有質(zhì)輕、透明、高強(qiáng)度的納米纖維素復(fù)合涂膜材料。通過增大接觸面積、提高界面相容性、氫鍵結(jié)合力以及和基體形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等方式達(dá)到增強(qiáng)納米纖維素復(fù)合涂膜力學(xué)性能的目的，但在改善復(fù)合涂膜力學(xué)性能同時(shí)，阻隔了氣體分子的流動(dòng)，限制了納米纖維素復(fù)合材料在紡織、皮革等涂層領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用，目前，增強(qiáng)增韌高透氣性納米纖維素復(fù)合材料的研究鮮見公開報(bào)道。

聚合物中空微球一直受到研究者們的廣泛關(guān)注，與實(shí)心聚合物微球相比，聚合物中空微球由于內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)而具有優(yōu)良的透氣性能、紫外屏蔽性等優(yōu)點(diǎn)，因此，在皮革、造紙、建筑涂料等工業(yè)領(lǐng)域常被作為涂層添加劑而廣泛應(yīng)用。然而，目前，國內(nèi)外關(guān)于納米纖維素中空微球復(fù)合材料的研究未見公開報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種納米纖維素中空微球復(fù)合材料的制備方法，通過該方法制備的復(fù)合材料能夠賦予基材良好的透氣性和力學(xué)性能，進(jìn)一步擴(kuò)展納米纖維素復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種增強(qiáng)增韌高透氣性的納米纖維素中空微球涂層材料。

技術(shù)方案一：

納米纖維素中空微球復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：步驟1，將納米纖維素進(jìn)行酯化表面改性，得到改性納米纖維素Pickering乳化劑；步驟2，將所述改性納米纖維素Pickering乳化劑分散到去離子水中，得到改性納米纖維素水溶液；步驟3，以所述改性納米纖維素水溶液為水相，以二氯甲烷和丙烯酸酯類單體混合液為油相，通過Pickering乳液聚合法得到納米纖維素中空微球復(fù)合材料。

本發(fā)明的特點(diǎn)和進(jìn)一步的改進(jìn)在于：

優(yōu)選的，步驟1包括：將70～90份納米纖維素?zé)o水吡啶溶液超聲處理10～30min，然后將其中加入10～30份改性劑，室溫?cái)嚢?h～14h，反應(yīng)結(jié)束后，制得酯化改性納米纖維素Pickering乳化劑。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述改性劑為丁二酸酐、乙酸酐、馬來酸酐、甲基丙烯酸、丙烯酸中任意一種。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述納米纖維素?zé)o水吡啶溶液的質(zhì)量濃度為0.1g/mL。

優(yōu)選的，步驟2中，所述改性納米纖維素水溶液的質(zhì)量濃度為0.1g/mL。