[發(fā)明專利]一種光致變色超疏水功能紙及其制備方法與應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113355945A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐峻;萬金銘;李軍;王斌;李金鵬;陳克復(fù)
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: D21H23/52
• 分類號: D21H23/52;D21H23/50;D21H21/16;D21H21/28
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 饒周全

本發(fā)明屬于造紙技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種光致變色超疏水功能紙及其制備方法與應(yīng)用。包括以下步驟：(1)將含鎢元素化合物，增塑劑與高分子粘接劑溶解在溶劑中，得到混合溶液A；均勻涂布于紙張表面，干燥后得到預(yù)涂紙；(2)將耐熱性納米粒子，疏水性粘接劑與揮發(fā)性溶劑均勻混合，得到混合溶液B；將混合溶液B均勻噴涂至步驟(1)所得預(yù)涂紙表面，干燥；(3)重復(fù)步驟(2)，進(jìn)行二次噴涂后進(jìn)行干燥處理，得到光致變色超疏水功能紙。本發(fā)明涉及的光致變色超疏水功能紙制備過程簡單，紫外光響應(yīng)速率快，停止紫外照射后顏色能夠持續(xù)維持6h以上；功能紙柔軟易折疊，表面與水的接觸角大于150°，具有很好的阻液性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于造紙技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光致變色超疏水功能紙及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

造紙工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)中不可或缺的一部分，紙張的生產(chǎn)及消耗早已成為衡量國家現(xiàn)代化水平和文明程度的標(biāo)志之一。隨著造紙技術(shù)的不斷發(fā)展，我國紙和紙板的生產(chǎn)總量也在不斷上升，但傳統(tǒng)的紙張表面由于大量親水性羥基而具有較強(qiáng)吸水性，在一定程度上限制了紙類產(chǎn)品更大規(guī)模的應(yīng)用。

超疏水材料作為一種仿生材料，滴水不沾且自清潔的性能使其在諸多領(lǐng)域都有著巨大的應(yīng)用潛力，如：防污防腐蝕材料，油水分離材料，自蒸發(fā)材料等。

光致變色材料是指在一定波長和強(qiáng)度的光作用下，材料的分子結(jié)構(gòu)等發(fā)生變化，從而導(dǎo)致顏色的變化，通常這種變化是可逆的。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，可以通過控制不同的光照位置來實(shí)現(xiàn)不同圖案信息的顯現(xiàn)，這為其在可重復(fù)光打印紙方面的應(yīng)用提供了一定可能性。此外，由于對光以及其他條件的敏感，此材料還可以被用作指示材料。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種光致變色超疏水功能紙的制備方法，通過在紙張表面構(gòu)建功能涂層，使其具有快速光致變色以及超疏水性能。

本發(fā)明另一目的在于提供上述方法制備得到的光致變色超疏水功能紙。

本發(fā)明再一目的在于提供上述光致變色超疏水功能紙作為可重復(fù)打印紙、指示材料的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn)：

一種光致變色超疏水功能紙的制備方法，包括以下步驟：

(1)將含鎢元素化合物，增塑劑與高分子粘接劑溶解在溶劑中，得到混合溶液A；均勻涂布于紙張表面，干燥后得到預(yù)涂紙；

(2)將耐熱性納米粒子，疏水性粘接劑與揮發(fā)性溶劑均勻混合，得到混合溶液B；將混合溶液B均勻噴涂至步驟(1)所得預(yù)涂紙表面，干燥；

(3)重復(fù)步驟(2)，進(jìn)行二次噴涂后進(jìn)行干燥處理，得到光致變色超疏水功能紙。

步驟(1)中，所述含鎢元素化合物為六氯化鎢、偏鎢酸銨和四氯化鎢中的至少一種；所述增塑劑為乙二醇、甘油、聚乙二醇和山梨醇中的至少一種；所述高分子粘接劑為聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯醇中的一種或兩種的混合物；所述溶劑為異丙醇、乙醇和水中的至少一種。

步驟(1)中，所述混合溶液A中含鎢元素化合物：溶劑：高分子粘接劑：增塑劑的質(zhì)量比為10～40：20～30：1～4：2～4；優(yōu)選為30：22：4：2.2。

步驟(1)中，所述預(yù)涂紙的涂層厚度為50-300μm；優(yōu)選為100μm。

步驟(2)中，所述耐熱性納米粒子為二氧化鈦、二氧化硅和碳酸鈣中的至少一種；所述疏水性粘接劑為聚二甲基硅氧烷；所述揮發(fā)性溶劑為正己烷、氯仿、二氯甲烷和甲苯中的至少一種。

步驟(2)中，所述混合液B的中納米粒子：疏水性粘接劑：溶劑的質(zhì)量比為0.4～1.0：0.5～2：15～30；優(yōu)選為0.8：1.2：20。