一种超疏水性纳米纤维素膜制备方法

技术领域

本发明涉及超疏水材料技术领域，尤其涉及一种超疏水性纳米纤维素膜制备方法。

背景技术

超疏水是一种新型材料，它可以自行清洁需要干净的地方，还可以放在金属表面防止外界的腐蚀。超疏水材料的表面超疏水性,可归因于其微/纳米粗糙结构可以截留空气并托起液滴的缘故。

超疏水材料有很大的发展前景：首先，可以自行清洁需要干净的地方；还可以放在金属表面防止水的腐蚀生锈；第三，基于对昆虫的研究我们还可以使水上飞行成为可能，在船的表面加上超疏水膜减小阻力节省能。

为了满足应用广泛的市场前景，现提出一种超疏水性纳米纤维素膜制备方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种超疏水性纳米纤维素膜制备方法，克服了现有技术的不足。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种超疏水性纳米纤维素膜制备方法，具体包括以下步骤：

所用到的试剂：丙烯酸乳液30-40ml、改性氧化银10-15g、蒸馏水50ml、成膜剂3ml、消泡剂1ml、防腐剂2ml、聚氨酯增稠剂2.5ml。

所用到的仪器：搅拌器、三口烧瓶、恒压滴液漏斗。

S1预搅拌：分别取一定量的丙烯酸乳液溶解在50ml蒸馏水内搅拌均匀，然后向其加入改性氧化锌，直至分散到所需要的细度为止；

S2制备苯丙酸/氧化银复合乳胶：往S1中缓缓加入一定量的3ml成膜剂，在pH＝5，40℃条件下磁力搅拌1h后依次加入1ml消泡剂、2ml防腐剂、2.5ml聚氨酯增稠剂，得到苯丙酸/氧化银复合乳胶；

S3制备苯丙酸/氧化银复合乳胶超疏水涂层：取一块表面已处理干净的玻璃片，通过毛刷将苯丙酸/氧化银复合乳胶均匀的涂覆到玻璃片上，室温干燥后烘烤，使得涂层完全交联固化，得到苯丙酸/氧化银复合乳胶超疏水涂层。

优选地，所述丙烯酸乳液的制备具体包括以下步骤：

S1制备预乳液：将一定量的乳化剂和蒸馏水加入到三口烧瓶内，磁力搅拌使之混合均匀形成混合单体，之后将混合单体转入恒压滴液漏斗中，缓慢滴入加入乳化剂的水溶液中得到乳白色预乳液；

S2制备种子溶液：将一定量的预乳液、蒸馏水、引发剂和缓冲剂依次加入到三口烧瓶内，搅拌均匀后80℃水浴加热10min，得到种子溶液；

S3制备苯丙酸溶液：将一定量的引发剂和预乳液加入恒压滴液漏斗中，混合均匀后缓慢滴加到上述的种子溶液中反应，最后加入氨水，得到苯丙酸溶液。

优选地，所述改性氧化锌的制备具体包括以下步骤：

S1制备氧化银溶液：取一定量氧化银溶解于无水乙醇中，并将其倒入到蒸馏水中搅拌均匀，得到氧化银溶液；

S2制备改性氧化锌：取一定量的硬脂酸溶解于无水乙醇中，将其倒入到氧化银溶液中，混合后的悬浮液经搅拌、烘干后，研磨得到改性氧化锌。

优选地，所述成膜剂的组成成分包括蛋白质成膜剂、丙烯酸树脂成膜剂、聚乙烯类共聚物、有机硅聚合物、烃类聚合物等。

优选地，所述消泡剂的组成成分包括乙二醇、乳化剂、矿物油、酸性剂等。

优选地，所述防腐剂的组成成分包括铜唑、硼化合物、季铵铜、铜铬砷、酸性铬酸铜等。

优选地，所述悬浮液的搅拌时间、烘干条件分别为2h和120℃。

优选地，所述室温下的干燥时间为20-30min，烘烤条件为120℃，40min。

本发明的有益效果为：

1、本发明的超疏水性纳米纤维素膜制备方法，通过氧化银的亲水性以及高分子材料的优良加工性能和光学性能，能够很好的把两者很好地结合起氧化银来，提高了氧化银与聚合物的相容性，集无机材料和有机材料的优点于一身，可制备应用比较广泛的氧化银有机无机超疏水复合材料。

2、本发明的超疏水性纳米纤维素膜制备方法，通过硬脂酸改性后的氧化银与丙烯酸乳液混合，改性后的氧化银粒子在聚合物上构造出微纳米双重粗糙结构表面，并具有优异的自清洁能力，方法简单且具有有效的应用前景。

附图说明

图1为本发明提出的一种超疏水性纳米纤维素膜制备方法的制备步骤流程示意图；

图2为本发明提出的一种超疏水性纳米纤维素膜制备方法的丙烯酸乳液的制备流程示意图；

图3为本发明提出的一种超疏水性纳米纤维素膜制备方法的改性氧化锌的制备流程示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一，参照图1-3，一种超疏水性纳米纤维素膜制备方法，包具体包括以下步骤：

所用到的试剂：丙烯酸乳液30ml、改性氧化银10g、蒸馏水50ml、成膜剂3ml、消泡剂1ml、防腐剂2ml、聚氨酯增稠剂2.5ml。

所用到的仪器：搅拌器、三口烧瓶、恒压滴液漏斗。

S1预搅拌：分别取一定量的丙烯酸乳液溶解在50ml蒸馏水内搅拌均匀，然后向其加入改性氧化锌，直至分散到所需要的细度为止；

S2制备苯丙酸/氧化银复合乳胶：往S1中缓缓加入一定量的3ml成膜剂，在pH＝5，40℃条件下磁力搅拌1h后依次加入1ml消泡剂、2ml防腐剂、2.5ml聚氨酯增稠剂，得到苯丙酸/氧化银复合乳胶；

S3制备苯丙酸/氧化银复合乳胶超疏水涂层：取一块表面已处理干净的玻璃片，通过毛刷将苯丙酸/氧化银复合乳胶均匀的涂覆到玻璃片上，室温干燥后烘烤，使得涂层完全交联固化，得到苯丙酸/氧化银复合乳胶超疏水涂层。

参照图2，丙烯酸乳液的制备具体包括以下步骤：

S1制备预乳液：将一定量的乳化剂和蒸馏水加入到三口烧瓶内，磁力搅拌使之混合均匀形成混合单体，之后将混合单体转入恒压滴液漏斗中，缓慢滴入加入乳化剂的水溶液中得到乳白色预乳液；

S2制备种子溶液：将一定量的预乳液、蒸馏水、引发剂和缓冲剂依次加入到三口烧瓶内，搅拌均匀后80℃水浴加热10min，得到种子溶液；

S3制备苯丙酸溶液：将一定量的引发剂和预乳液加入恒压滴液漏斗中，混合均匀后缓慢滴加到上述的种子溶液中反应，最后加入氨水，得到苯丙酸溶液。

参照图3，改性氧化锌的制备具体包括以下步骤：

S1制备氧化银溶液：取一定量氧化银溶解于无水乙醇中，并将其倒入到蒸馏水中搅拌均匀，得到氧化银溶液；

S2制备改性氧化锌：取一定量的硬脂酸溶解于无水乙醇中，将其倒入到氧化银溶液中，混合后的悬浮液经搅拌、烘干后，研磨得到改性氧化锌。

成膜剂的组成成分包括蛋白质成膜剂、丙烯酸树脂成膜剂、聚乙烯类共聚物、有机硅聚合物、烃类聚合物等。

消泡剂的组成成分包括乙二醇、乳化剂、矿物油、酸性剂等。

防腐剂的组成成分包括铜唑、硼化合物、季铵铜、铜铬砷、酸性铬酸铜等。

悬浮液的搅拌时间、烘干条件分别为2h和120℃。

室温下的干燥时间为20-30min，烘烤条件为120℃，40min。

实施例二，参照图1-3，一种超疏水性纳米纤维素膜制备方法，包具体包括以下步骤：

所用到的试剂：丙烯酸乳液40ml、改性氧化银15g、蒸馏水50ml、成膜剂3ml、消泡剂1ml、防腐剂2ml、聚氨酯增稠剂2.5ml。

所用到的仪器：搅拌器、三口烧瓶、恒压滴液漏斗。

S1预搅拌：分别取一定量的丙烯酸乳液溶解在50ml蒸馏水内搅拌均匀，然后向其加入改性氧化锌，直至分散到所需要的细度为止；

S2制备苯丙酸/氧化银复合乳胶：往S1中缓缓加入一定量的3ml成膜剂，在pH＝5，40℃条件下磁力搅拌1h后依次加入1ml消泡剂、2ml防腐剂、2.5ml聚氨酯增稠剂，得到苯丙酸/氧化银复合乳胶；

S3制备苯丙酸/氧化银复合乳胶超疏水涂层：取一块表面已处理干净的玻璃片，通过毛刷将苯丙酸/氧化银复合乳胶均匀的涂覆到玻璃片上，室温干燥后烘烤，使得涂层完全交联固化，得到苯丙酸/氧化银复合乳胶超疏水涂层。

参照图2，丙烯酸乳液的制备具体包括以下步骤：

S1制备预乳液：将一定量的乳化剂和蒸馏水加入到三口烧瓶内，磁力搅拌使之混合均匀形成混合单体，之后将混合单体转入恒压滴液漏斗中，缓慢滴入加入乳化剂的水溶液中得到乳白色预乳液；

S2制备种子溶液：将一定量的预乳液、蒸馏水、引发剂和缓冲剂依次加入到三口烧瓶内，搅拌均匀后80℃水浴加热10min，得到种子溶液；

S3制备苯丙酸溶液：将一定量的引发剂和预乳液加入恒压滴液漏斗中，混合均匀后缓慢滴加到上述的种子溶液中反应，最后加入氨水，得到苯丙酸溶液。

参照图3，改性氧化锌的制备具体包括以下步骤：

S1制备氧化银溶液：取一定量氧化银溶解于无水乙醇中，并将其倒入到蒸馏水中搅拌均匀，得到氧化银溶液；

S2制备改性氧化锌：取一定量的硬脂酸溶解于无水乙醇中，将其倒入到氧化银溶液中，混合后的悬浮液经搅拌、烘干后，研磨得到改性氧化锌。

成膜剂的组成成分包括蛋白质成膜剂、丙烯酸树脂成膜剂、聚乙烯类共聚物、有机硅聚合物、烃类聚合物等。

消泡剂的组成成分包括乙二醇、乳化剂、矿物油、酸性剂等。

防腐剂的组成成分包括铜唑、硼化合物、季铵铜、铜铬砷、酸性铬酸铜等。

悬浮液的搅拌时间、烘干条件分别为2h和120℃。

室温下的干燥时间为20-30min，烘烤条件为120℃，40min。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。