一種超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的制法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的一種超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的制法，包括基底的處理、溶液的制備、超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的熱壓、進(jìn)行低表面能處理，得到大面積可彎曲的超疏水超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層。利用聚醋酸乙烯酯層柔性好，黏性好的特點(diǎn)，得到的超疏水多壁超碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層可向其它基底轉(zhuǎn)移。經(jīng)過(guò)低表面能處理后的所述的復(fù)合涂層的接觸角為156°，滾動(dòng)角小于5°。本發(fā)明的方法不受基底大小、形狀限制，對(duì)平面、曲面和不規(guī)則表面的基底均適用。本發(fā)明所用工藝、方法簡(jiǎn)單，材料易得，成本低廉，工藝環(huán)保。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的制法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于功能材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的制法。
【背景技術(shù)】
[0002]超疏水涂層材料正在蓬勃發(fā)展。超疏水涂層在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有較大的應(yīng)用潛力。透明的超疏水涂層的太陽(yáng)能板可以防止灰塵和積雪的覆蓋降低光轉(zhuǎn)化率。有超疏水涂層的生活用品的表面可以抗菌和自清潔。有超疏水涂層的材料可以防腐?？傊邪l(fā)超疏水涂層材料具有重要意義。
[0003]中國(guó)專(zhuān)利201510278362.1報(bào)道了一種PVDF/碳納米管超疏水膜的制膜配方及其制備方法，該類(lèi)超疏水膜初生膜在非極性蒸汽環(huán)境中固化后，得到表面疏水性較好的PVDF/碳納米管超疏水膜。然而，聚偏氟乙烯(PVDF)硬度較高，不可轉(zhuǎn)移到其他基底上。
[0004]中國(guó)專(zhuān)利201210003451.2報(bào)道了一種含有疏水性復(fù)合材料涂層和制法，該類(lèi)疏水性復(fù)合材料涂層的水接觸角至少約120°，有較好的疏水效果。然而，這種方法制取超疏水材料操作復(fù)雜，所需材料也復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的PVDF材料硬度高、難于向其他基底轉(zhuǎn)移的問(wèn)題，而提供一種柔性好、可向其它基底轉(zhuǎn)移的多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的制法。
[0006]本發(fā)明的一種超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的制法，步驟和條件如下:(I)多壁碳納米管涂層的制備
按照多壁碳納米管的質(zhì)量g:無(wú)水乙醇的體積mL為1:1000，將多壁碳納米管加入到無(wú)水乙醇中，超聲2_3h使其分散均勻，然后，用膠頭滴管將該分散液平鋪到透明的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜上，在室溫下干燥30分鐘；再次用膠頭滴管將該分散液平鋪到已干燥的涂層上在室溫下干燥30分鐘；重復(fù)以上操作，直到涂層上的分散液的厚度達(dá)到0.2mm，在室溫下干燥30分鐘，得到均勻分布的干燥的多壁碳納米管涂層;所述的無(wú)水乙醇體積濃度為99.8%，所述的多壁碳納米管直徑為Ι-lOOnm，長(zhǎng)度為1-50μπι;
(2)聚醋酸乙烯酯涂層的制備
室溫下，按照固體含量為35%的聚醋酸乙烯酯的體積mL:聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜的面積cm2為1:36，將聚醋酸乙烯酯傾倒在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜上，使其鋪滿(mǎn)整個(gè)水平放置的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜，涂層厚度為0.9mm，在室溫下干燥32-48小時(shí)，得到的聚醋酸乙烯酯涂層；
(3)熱壓法制備超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層
32 X 32cm2的銅模板，厚度為1mm，中間有30 X 30cm2的正方形通孔;將步驟(2)得到的聚醋酸乙烯酯涂層放在的正方形通孔內(nèi)，再將步驟(I)的多壁碳納米管層放在該聚醋酸乙烯酯涂層上，在平板硫化機(jī)中進(jìn)行熱壓，熱壓溫度為50-60°C，壓力為lOOOMPa，保壓時(shí)間10-15s，得到的超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層；
(4)進(jìn)行低表面能處理
按照IH，IH，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(POTS)與甲苯的體積比為1:200制成均勻溶液，按照多壁碳納米管涂層的面積cm2: POTS的體積yL為3:400，用膠頭滴管滴在步驟(3)中制備好的多壁超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的多壁碳納米管涂層上，在空氣中揮發(fā)30-120s。
[0007]有益效果:本發(fā)明的一種超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的制法，包括基底的處理、溶液的制備、超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的熱壓、進(jìn)行低表面能處理，得到大面積可彎曲的超疏水超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層。利用聚醋酸乙烯酯層柔性好，黏性好的特點(diǎn)，得到的超疏水多壁超碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層可向其它基底轉(zhuǎn)移。經(jīng)過(guò)低表面能處理后的所述的復(fù)合涂層的接觸角為156°，滾動(dòng)角小于5°。本發(fā)明的方法不受基底大小、形狀限制，對(duì)平面、曲面和不規(guī)則表面的基底均適用。本發(fā)明所用工藝、方法簡(jiǎn)單，材料易得，成本低廉，工藝環(huán)保。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為將超疏水多壁超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層轉(zhuǎn)移到木材基底的不意圖。
[0009]圖2為超疏水多壁超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的斷面的SEM圖。
[0010]圖3為熱壓后超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的斷面的手機(jī)照的照片。
[0011]圖4為干燥后的超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的樣品表面的SEM圖。
[0012]圖5代表實(shí)施例四接觸角測(cè)定儀測(cè)定的經(jīng)過(guò)POTS低表面能處理的樣品接觸角圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1一種超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的制法如下:
(I)多壁碳納米管涂層的制備
用天平稱(chēng)取0.5g多壁碳納米管加入到500mL濃度為99.8%無(wú)水乙醇中，放入容積為22升，溫度調(diào)節(jié)為25°C，功率為300W的超聲清洗機(jī)中超聲2h使其分散均勻，然后用膠頭滴管將該分散液平鋪到透明的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜上，在室溫下干燥30分鐘；再次用膠頭滴管將該分散液平鋪到已干燥的涂層上在室溫下干燥30分鐘；重復(fù)以上操作，直到涂層上的分散液的厚度達(dá)到0.2mm，在室溫下干燥30分鐘，得到均勻分布的干燥的多壁碳納米管涂層;所述的多壁碳納米管直徑為Inm，長(zhǎng)度為Iym ；
(2)聚醋酸乙烯酯涂層的制備
室溫下，按照固體含量為35%的聚醋酸乙烯酯的體積mL:聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜的面積cm2為1:36，將聚醋酸乙烯酯傾倒在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜上，使其鋪滿(mǎn)整個(gè)水平放置的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜，涂層厚度為0.9mm，在室溫下干燥32小時(shí)，得到的聚醋酸乙烯酷涂層；
(3)熱壓法制備超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層 32 X 32cm2的銅模板，厚度為1mm，中間有30 X 30cm2的正方形通孔;將步驟(2)得到的聚醋酸乙烯酯涂層放在的正方形通孔內(nèi)，再將步驟(I)的多壁碳納米管層放在該聚醋酸乙烯酯涂層上，在平板硫化機(jī)中進(jìn)行熱壓，熱壓溫度為50°C，壓力為lOOOMPa，保壓時(shí)間10s，得到的超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層；
(4)進(jìn)行低表面能處理
按照IH，IH，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(POTS)與甲苯的體積比為1:200制成均勻溶液，按照多壁碳納米管涂層的面積cm2: POTS的體積yL為3:400，用膠頭滴管滴在步驟(3)中制備好的多壁超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的多壁碳納米管涂層上，在空氣中揮發(fā)30s。
[0014]對(duì)進(jìn)行低表面能處理后的多壁碳納米管涂層進(jìn)行接觸角測(cè)試。測(cè)試結(jié)果為接觸角為156°，滾動(dòng)角小于5°。
[0015]本實(shí)施例得到的超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層，可以轉(zhuǎn)移到其木材基底上。圖1為將超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層轉(zhuǎn)移到木材基底上。圖1中，I為超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的碳納米管層，2為超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的聚醋酸乙烯酯層，3為膠水層，4為木材基底
圖2為本實(shí)施例得到的超疏水多壁超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的斷面的SEM圖。
[0016]圖3為本實(shí)施例得到的熱壓后超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的斷面的手機(jī)照的照片。
[0017]圖4為為本實(shí)施例得到的熱壓后的超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的樣品表面的SEM圖。
[0018]圖5為本實(shí)施例的超疏水多壁超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層經(jīng)過(guò)POTS低表面能處理的樣品經(jīng)過(guò)接觸角測(cè)定儀測(cè)定的接觸角圖。其接觸角為156°，滾動(dòng)角小于5° ο
[0019]本實(shí)施例得到的超疏水多壁超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層轉(zhuǎn)移將紡織品上的實(shí)驗(yàn):
兩塊同樣的紡織品。將實(shí)施例1的超疏水多壁超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層用膠水粘貼在其中的一塊紡織品上。再在兩塊紡織品上分別灑上泥土，再將水分別傾到其上。貼有超疏水多壁超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層處的泥土隨水滴而被帶走，而另一塊紡織品上的泥土隨水滴浸透到紡織品中。
[0020]實(shí)施例2—種超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的制法如下:
(1)多壁碳納米管涂層的制備
所述的超聲清洗機(jī)中超聲3h，所述的多壁碳納米管直徑為，50nm，長(zhǎng)度為20μπι;
(2)聚醋酸乙烯酯涂層的制備所述的在室溫下干燥48小時(shí)；
(3)熱壓法制備超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層所述的熱壓溫度為60 °C，壓力為100MPa，保壓時(shí)間15s;
(4)進(jìn)行低表面能處理在空氣中揮發(fā)60s。[0021 ]實(shí)施例3 —種超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的制法如下:
(1)多壁碳納米管涂層的制備
所述的超聲清洗機(jī)中超聲2.5h;所述的多壁碳納米管直徑為lOOnm，長(zhǎng)度為50μπι;
(2)聚醋酸乙烯酯涂層的制備所述的在室溫下干燥38小時(shí)；
(3)熱壓法制備超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層所述的熱壓溫度為550C，壓力為100MPa，保壓時(shí)間12s;
(4)進(jìn)行低表面能處理在空氣中揮發(fā)120s。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的制法，其特征在于，步驟和條件如下:(I)多壁碳納米管涂層的制備 按照多壁碳納米管的質(zhì)量g:無(wú)水乙醇的體積HiL為1:1000，將多壁碳納米管加入到無(wú)水乙醇中，超聲2_3h使其分散均勻，然后，用膠頭滴管將該分散液平鋪到透明的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜上，在室溫下干燥30分鐘；再次用膠頭滴管將該分散液平鋪到已干燥的涂層上在室溫下干燥30分鐘；重復(fù)以上操作，直到涂層上的分散液的厚度達(dá)到0.2mm，在室溫下干燥30分鐘，得到均勻分布的干燥的多壁碳納米管涂層;所述的無(wú)水乙醇體積濃度為99.8%，所述的多壁碳納米管直徑為Ι-lOOnm，長(zhǎng)度為1-50μπι; (2)聚醋酸乙烯酯涂層的制備 室溫下，按照固體含量為35%的聚醋酸乙烯酯的體積mL:聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜的面積cm2為1:36，將聚醋酸乙烯酯傾倒在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜上，使其鋪滿(mǎn)整個(gè)水平放置的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜，涂層厚度為0.9mm，在室溫下干燥32-48小時(shí)，得到的聚醋酸乙烯酯涂層； (3)熱壓法制備超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層 32 X 32cm2的銅模板，厚度為1mm，中間有30 X 30cm2的正方形通孔;將步驟(2)得到的聚醋酸乙烯酯涂層放在的正方形通孔內(nèi)，再將步驟(I)的多壁碳納米管層放在該聚醋酸乙烯酯涂層上，在平板硫化機(jī)中進(jìn)行熱壓，熱壓溫度為50-60°C，壓力為lOOOMPa，保壓時(shí)間10-15s，得到的超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層； (4)進(jìn)行低表面能處理 按照IH，IH，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(POTS)與甲苯的體積比為1: 200制成均勻溶液，按照多壁碳納米管涂層的面積cm2: POTS的體積yL為3:400，用膠頭滴管滴在步驟(3)中制備好的多壁超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的多壁碳納米管涂層上，在空氣中揮發(fā)30-120s。2.如權(quán)利要求1所述的一種超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的制法，其特征在于，所述的步驟如下: (I)多壁碳納米管涂層的制備 用天平稱(chēng)取0.5g多壁碳納米管加入到500mL濃度為99.8%無(wú)水乙醇中，放入容積為22升，溫度調(diào)節(jié)為25°C，功率為300W的超聲清洗機(jī)中超聲2h使其分散均勻，然后用膠頭滴管將該分散液平鋪到透明的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜上，在室溫下干燥30分鐘；再次用膠頭滴管將該分散液平鋪到已干燥的涂層上在室溫下干燥30分鐘；重復(fù)以上操作，直到涂層上的分散液的厚度達(dá)到0.2mm，在室溫下干燥30分鐘，得到均勻分布的干燥的多壁碳納米管涂層;所述的多壁碳納米管直徑為Inm，長(zhǎng)度為Iym ； (2)聚醋酸乙烯酯涂層的制備 室溫下，按照固體含量為35%的聚醋酸乙烯酯的體積mL:聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜的面積cm2為1:36，將聚醋酸乙烯酯傾倒在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜上，使其鋪滿(mǎn)整個(gè)水平放置的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜，涂層厚度為0.9mm，在室溫下干燥32小時(shí)，得到的聚醋酸乙烯酷涂層； (3)熱壓法制備超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層 32 X 32cm2的銅模板，厚度為1mm，中間有30 X 30cm2的正方形通孔;將步驟(2)得到的聚醋酸乙烯酯涂層放在的正方形通孔內(nèi)，再將步驟(I)的多壁碳納米管層放在該聚醋酸乙烯酯涂層上，在平板硫化機(jī)中進(jìn)行熱壓，熱壓溫度為50°C，壓力為lOOOMPa，保壓時(shí)間10s，得到的超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層； (4)進(jìn)行低表面能處理 按照IH，IH，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(POTS)與甲苯的體積比為1: 200制成均勻溶液，按照多壁碳納米管涂層的面積cm2: POTS的體積yL為3:400，用膠頭滴管滴在步驟(3)中制備好的多壁超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的多壁碳納米管涂層上，在空氣中揮發(fā)30s。3.如權(quán)利要求1所述的一種超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的制法，其特征在于，所述的步驟如下: (1)多壁碳納米管涂層的制備 超聲清洗機(jī)中超聲3h，所述的多壁碳納米管直徑為，50nm，長(zhǎng)度為20μπι; (2)聚醋酸乙烯酯涂層的制備 在室溫下干燥48小時(shí)； (3)熱壓法制備超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層 熱壓溫度為600C，壓力為100MPa，保壓時(shí)間15s; (4)進(jìn)行低表面能處理 在空氣中揮發(fā)60s。4.如權(quán)利要求1所述的一種超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層的制法，其特征在于，所述的步驟如下: (1)多壁碳納米管涂層的制備 超聲清洗機(jī)中超聲2.5h;所述的多壁碳納米管直徑為lOOnm，長(zhǎng)度為50μπι; (2)聚醋酸乙烯酯涂層的制備 在室溫下干燥38小時(shí)； (3)熱壓法制備超疏水多壁碳納米管/聚醋酸乙烯酯復(fù)合涂層 熱壓溫度為55°C，壓力為lOOOMPa，保壓時(shí)間12s; (4)進(jìn)行低表面能處理 在空氣中揮發(fā)120s。
【文檔編號(hào)】B32B27/30GK106079816SQ201610426900
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】張健夫, 蔣麗萍, 徐超越, 王佳玉, 李平, 李一平, 楊虹, 何源源
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)春理工大學(xué)