[发明专利]一种基于聚酰胺-胺树形分子的疏水涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于聚酰胺‑胺树形分子的疏水涂料及其制备方法，属于疏水材料领域。所述疏水涂料的配方中各组分及其摩尔比为：树形分子：疏水表面改性剂＝1:64～1:128；所述制备方法以聚酰胺‑胺树形分子与丙烯酸长链烷基酯为原料，通过一步迈克尔加成反应制得。本发明方法操作简单、安全，制备条件温和，所制备的疏水涂料不含氟，毒性小，适合大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种基于聚酰胺-胺树形分子的疏水涂料及其制备方法，属于疏水材料领域。

技术背景

疏水性是固体表面的一个重要性质，通常用液滴与固体之间的夹角进行衡量，即接触角。接触角越大，则固体表面的疏水性越好。通常将接触角小于90°的表面称为亲水表面，接触角大于90°的表面称为疏水表面。疏水表面因其具有许多优异的表面性能，如自清洁、防污、防腐蚀、防氧化等特性，在自清洁、流体减阻、生物医学材料等工农业生产、商业应用、国防建设领域中有着广阔的应用前景。

实现疏水表面的途径主要有两种：一是在粗糙表面上修饰低表面能物质，通常用于制备疏水表面的低表面能材料主要有聚硅氧烷、氟碳化合物及其他有机物(如聚乙烯、聚苯乙烯等)；二是在疏水材料表面构建类似荷叶表面的粗糙结构，制备方法有无机纳米粒子(如TiO2、SiO2、ZnO等)修饰、激光/等离子体/化学刻蚀、模板法、静电纺丝法、溶胶-凝胶、自组装、电化学沉积及化学气相沉积等许多种类。但是在上述方法中，大部分都需要对所制备表面使用进行形貌修饰，或者对所用粒子(如二氧化硅、金属氧化物粒子等)预先进行表面处理，制备过程繁琐，成本与能耗相对较高，并且部分疏水涂料含有氟等对人体有毒有害元素，这对疏水涂料的制备和使用带来了很大的不便。因此开发一种制备简便，不含有毒元素的疏水涂料具有很大的意义。

聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子是一种具有三维分子结构、高度支化且高度有序的树枝状化合物，它除了具有树枝化合物的共性外，还具有良好的热稳定性、水溶性、特殊的粘度与表面张力等特性，除了在生物医学、材料修饰等方面显示出巨大的应用前景外，在废水处理、石油开采、气体净化或分离等化工领域也已展现出良好的用途。但因为聚酰胺-胺树形分子内部含有大量亲水性的酰胺基团，整体呈现亲水性，如何屏蔽内部亲水基团是将聚酰胺-胺树形分子制备为疏水涂料的一个难点。因此还未有将聚酰胺-胺树形分子应用于疏水涂料的报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种基于聚酰胺-胺树形分子的疏水涂料；目的之二在于提供一种基于聚酰胺-胺树形分子的疏水涂料的制备方法，该方法操作简便、不含氟元素，无需对基底提前进行表面处理。

为实现本发明的目的，提供一下技术方案：

一种基于聚酰胺-胺树形分子的疏水涂料，所述疏水涂料的配方中各组分及其摩尔比为：树形分子：疏水表面改性剂＝1:64～1:128；

所述树形分子为表面全部为氨基的聚酰胺-胺树形分子；

所述疏水表面改性剂为丙烯酸长链烷基酯，其结构式如下：

n≥6；

所述丙烯酸长链烷基酯优选丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯或丙烯酸二十二酯。

优选的，所述树形分子为4.0代以上的聚酰胺-胺树形分子。

一种基于聚酰胺-胺树形分子的疏水涂料的制备方法，所述方法具体步骤如下：

(1)将树形分子溶解到有机溶剂a中溶解得到浓度为3×10^-3～3×10^-4mol/L溶液1；

(2)将疏水表面改性剂溶解到有机溶剂b中，溶解得到浓度为0.5～0.01mol/L的溶液2；

(3)将溶液1搅拌加热至20～50℃，于氮气氛围及搅拌条件下，将溶液2以2～3s/滴的速度滴加至溶液1中，氮气气氛下恒温反应6～18h，得到溶液3；