[发明专利]一种微纳米级粉体改性剂及微纳米级粉体的疏水疏油制备方法

说明书

本发明提供了一种微纳米级粉体改性剂及微纳米级粉体的疏水疏油制备方法，其中，所述微纳米粉体疏水疏油改性剂，由至少2种单体无规共聚而成，即单体单元A、单体单元B。同时可添加适量单体单元C及其他类型单体。利用乳液聚合的方式进行改性剂的合成，并采用微纳米级喷头对微纳米粉体进行改性，所需溶剂少、改性效果好。与已有技术相比，本发明适应性广、疏水疏油效果好、可大量制备，适宜工业化生产。

技术领域

本发明属于化工技术领域，尤其涉及微纳米粉体改性剂及其疏水疏油制备方法。

背景技术

物质的表面润湿性是固体表面的重要特性之一，通常情况下，用接触角来表示。一般情况下，若水/油接触角大于90°，可以将其视为疏水/油表面。由于超疏水、疏油表面具有高度自洁性，因此在自清洁涂料、自清洁膜等领域研究广泛，正在寻求一种简易、长效的疏水疏油方式。

目前，实现超疏水疏油界面的实现方式为降低表面能与制造纳米粗糙表面。然而，对于微纳米粉体而言，由于其颗粒较小，形状不规则，较难实现长效疏水疏油。目前，微纳米粉体大都作为填料，经氟硅烷或氟氨酯疏水疏油改性之后，用于涂料或者溶胶当中。本发明重点研究微纳米粉体的长效疏油疏油方式。

超疏水疏油的微纳米粉体具有多种应用，如可作为涂层、油漆、膜等的填料。如专利号CN 10745903 A一种具有微纳米结构的长链状SiO₂，将长链状二氧化硅作为超疏水疏油涂层填料，然而，该专利当中，使用的温度达到了400°-700°，条件较为苛刻。此外，多种专利当中还提到了对于微米级粉体灭火剂的疏水疏油处理，使其除了具有普通微米灭火剂的特性之外，还具有了抗复燃特性。如公开号为CN1597024A的中国专利公开了一种抗复燃超细磷酸铵盐干粉灭火剂及其制备方式，先进行硅油膜的包覆，然后利用氟碳灭火剂进行氟碳膜的包覆，但该改性方法同样采用硅油，存在同样的问题。公开号为CN104096335的中国专利公开了一种ABC超细干粉抗复燃灭火剂及其制备方法，其当利用含氢硅油和氟碳表面活性剂分别进行改性，但是最终得到的灭火剂依然达不到长效疏油性。

发明内容

本发明技术问题在于：克服现有技术的不足，提供一种微纳米粉体改性剂及微纳米粉体的疏水疏油制备方法，简便、环保、条件简易的方式达到微纳米粉体的长效疏水疏油效果。

本发明技术解决方案：

其中，所述微纳米粉体疏水疏油改性剂，由至少2种单体无规共聚而成，即单体单元A、单体单元B。氟作为自然界电负性最大的元素，其在改性剂当中的引入将赋予改性体疏水疏油性能。研究发现，碳原子数在6～12区间的全氟物可以屏蔽掉其余基团的效果，因此，所述单体单元A为全氟烷基丙烯酸酯类单体。为了与粉体表面发生反应，需引入含活性单体的单体单元B。然而，一般而言，全氟的引入将使物质表面硬化，因而需引入其它基团增强全氟基团柔性以及全氟共聚物溶解性。因此可添加适量单体单元C及单体单元D。单体单元C将有效增强改性剂在丙酮、乙醇等溶剂当中的溶解性，单体单元D的加入可进一步提升无规共聚物的柔性、溶解度以及与粉体的结合性。所述单体单元C为丙烯酸酯类；其他单体可包括提升无规共聚物柔性、溶解度、聚合度、与改性物结合特性的单体，如三氯乙烯、苯乙烯、衣康酸、羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺等。

优选地，单体单元A选自全氟己基乙基丙烯酸酯、全氟辛基乙基丙烯酸酯、全氟癸基乙基丙烯酸酯与全氟十二烷基乙基丙烯酸酯中的一种或多种；单体单元B选自甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯与丙烯酸羟丙酯中的一种或多种；单体单元C选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯的一种或多种。

优选地，改性剂由单体单元A、B、C、D进行聚合反应获得，聚合反应的方式可以是乳液聚合、溶液聚合、离子聚合等方式。更优选地，聚合方式可采用乳液聚合，合成条件简单、反应时间短、产物易分离提纯。

优选地，改性剂的制备方法如下：