[发明专利]一种TiO2‑SiO2共改性酪素复合乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双纳米粒子改性酪素复合乳液及其制备方法，具体涉及一种TiO₂-SiO₂共改性酪素复合乳液及其制备方法。

技术背景

纳米材料是在20世纪80年代末诞生并崛起的新兴科学，其具有与宏观块状材料所不同的特殊效应，如小尺寸效应、表面界面效应和宏观量子隧道效应等。例如，纳米TiO₂粒子具有紫外屏蔽性、表面超双亲性以及表面活性大等优异性能，且纳米TiO₂具有丰富的需求空间，许多国家的材料学领域已经把对纳米TiO₂的开发利用当作重要的研究项目；再如纳米SiO₂，其具有生物相容性、触变性、消光性、绝缘性等性能，其表面吸附力强、化学纯度高、热阻及电阻性能优异，被广泛应用于高分子复合材料。酪素是一种天然高分子材料，是应用于皮革涂饰剂最广泛的成膜剂之一。它具有粘合力强、易打光、耐高温、耐熨烫等优点，并能保持天然皮革透气性、透水性等性能，且酪素作为一种天然蛋白质，具有无毒、环保和易降解等优势。但酪素涂饰也存在一些不足，由于酪素分子中含较多羟基、羧基、氨基等极性基团，造成了酪素成膜的不耐湿摩擦；同时酪素成膜硬脆、延伸性小、易断裂。

发明内容

本发明提供了一种制备TiO₂-SiO₂共改性酪素复合乳液，旨在克服酪素成膜硬脆、易断裂等不足，提高皮革涂饰材料的亲水性，得到一种成膜坚韧、延伸性好、亲水的且具有核壳结构的TiO₂-SiO₂共改性酪素复合乳液。

为达到上述目的，本实验采用的方案具体如下：

一种TiO₂-SiO₂共改性酪素复合乳液的制备方法，具体步骤如下：

步骤一：TiO₂溶胶的制备

将5.0~10.0重量份无水乙醇溶剂和3.0~7.0重量份抑制钛醇盐水解的抑制剂，混合均匀后，再将3.0~7.0重量份的钛醇盐，缓慢滴加到乙醇溶剂中，得到TiO₂胶体溶液；将5.0~10.0重量份无水乙醇和2.0~5.0重量份蒸馏水混合均匀，用浓酸调节pH值到2.5~5.0，得到一定pH值的酸溶液；然后将酸溶液与TiO₂胶体溶液混合均匀，制得TiO₂溶胶。

步骤二：己内酰胺-SiO₂改性酪素溶液的制备

将7.5~10.0重量份干酪素、2.0~4.1重量份三乙醇胺及35.0~50.0重量份去离子水加入到三口烧瓶中，将其置于水浴，通过调节水浴温度来控制体系温度，采用机械搅拌使酪素溶解，得到酪素溶解液；调节体系温度，将16.0~21.1重量份的己内酰胺水溶液、0.15~0.30重量份的硅烷偶联剂，在同一时间分别将己内酰胺水溶液和硅烷偶联剂滴加到酪素溶解液中，滴加完毕后，保温1~2.5h；将0.8~1.9重量份的硅源，缓慢滴加到体系中，滴加完毕，保温1~3h，得到己内酰胺-SiO₂改性酪素溶液。

步骤三：TiO₂-SiO₂共改性酪素复合乳液的制备

将5.8~10.0重量份己内酰胺-SiO₂改性酪素溶液、0.21~0.36重量份的TiO₂溶胶，采用一定方法复合1~4h，即得到TiO₂-SiO₂共改性酪素复合乳液。

所述的步骤一中的抑制剂为草酸、冰乙酸或柠檬酸。

所述的步骤一中的钛醇盐为钛酸乙酯、钛酸四异丙酯或钛酸丁酯。

所述的步骤一中的浓酸为浓HCl或浓HNO₃。

所述的步骤二中的硅源为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯。

所述的步骤二中的硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

所述的步骤三中的一定方法为机械搅拌法或超声混合法。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

所制备TiO₂-SiO₂共改性酪素复合乳胶膜在不同光催化时间后接触角降低，这是由于TiO₂在光照下可转化成超双亲表面，使污染物与TiO₂表面紧密接触，提高光催化分解效率，同时也利于对污染物的洗刷。

附图说明：