[发明专利]一种高耐磨性改性SiO2

说明书

本发明涉及聚氨酯技术领域，且公开了一种高耐磨性改性SiO₂‑聚氨酯超疏水薄膜，包括以下配方原料及组分：改性多孔中空SiO₂、聚醚多元醇、十二烷基苯‑2,4‑二异氰酸酯、1,4‑丁二醇、引发剂、催化剂、甲基丙烯酸十三氟辛酯、三乙醇胺。该一种高耐磨性改性SiO₂‑聚氨酯超疏水薄膜，中空结构的多孔纳米SiO₂与氢氧化钠反应，使表面富含大量的活性羟基，很容易与十七氟癸基三乙氧基硅烷进行反应，改善了纳米SiO₂在聚氨酯薄膜中的分散性和相容性，增强了聚氨酯薄膜的韧性和耐磨性，十二烷基苯‑2,4‑二异氰酸酯为单体，甲基丙烯酸十三氟辛酯接枝聚氨酯分子链，纳米SiO₂表面的十七氟癸基长烷基链，赋予了聚氨酯薄膜优异的超疏水性能。

技术领域

本发明涉及聚氨酯技术领域，具体为一种高耐磨性改性SiO₂-聚氨酯超疏水薄膜及其制法。

背景技术

自然界中的“荷叶效应”引起了人们对超疏水表面的研究，超疏水材料表面具有自清洁能力、抗结冰结霜能力强、耐腐蚀性能优异、具有较高的减阻功能和高承载力，在通讯领域、军事领域、环境领域和能源领域等有着广泛的应用前景，超疏水材料要求接触角大于150°，自清洁的原理是当水滴落到超疏水材料的表面时，散落在表面上的灰尘会被水滴吸附或者溶解，而水滴无法润湿到固体表面，即使有微小的倾角水滴也很容易从超疏水材料的表面滑落，从而带走附着的灰尘，起到自清洁的作用。

聚氨酯是一种高分子化合物，聚氨酯材料主要有聚氨酯塑料、聚氨酯纤维和及聚氨酯弹性体，具有良好的耐化学性、回弹性和力学性能，可以制成涂料、胶黏剂和革鞋树脂等产品，在家具家电行业、建筑行业、制鞋制革行业和交通运输行业具有广泛的应用，但是目前的聚氨酯材料的疏水性能不高，可以通过物理改性和化学改性的方法来赋予聚氨酯材料超疏水性能，纳米SiO₂具有三维网络结构，比表面积很大，活性很高，可以作为填充剂改善涂料、胶黏剂、塑料和橡胶材料的力学性能，但是纳米SiO₂和聚氨酯中相容性较差，很容易团聚和结块，而影响聚氨酯材料的韧性和耐磨性等力学性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高耐磨性改性SiO₂-聚氨酯超疏水薄膜及其制法，解决了聚氨酯薄膜不具有超疏水性能，同时解决了纳米SiO₂在聚氨酯材料中的分散性和相容性很差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高耐磨性改性SiO₂-聚氨酯超疏水薄膜，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：3-6份改性多孔中空SiO₂、40-57份聚醚多元醇、32-36份十二烷基苯-2,4-二异氰酸酯、1-2份1,4-丁二醇、1-3份引发剂、1-2份催化剂、3-7份甲基丙烯酸十三氟辛酯、2-4份三乙醇胺。

优选的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。

优选的，所述引发剂为过氧化二苯甲酰。

优选的，所述改性多孔中空SiO₂制备方法包括以下步骤：

(1)将向反应瓶中加入质量分数为0.3-0.8％的碳酸钠溶液和蚕丝，将反应瓶置于油浴锅中，加热至100-120℃，匀速搅拌1-2h，进行脱胶处理，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物，固体产物置于质量分数为40-50％的溴化锂溶液中，加热至40-50℃，匀速搅拌2-4h，过滤除去固体，取滤液置于透析袋中，加入蒸馏水进行透析除杂过程得到脱胶蚕丝，向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为5-12:1，加入脱胶蚕丝，匀速搅拌均匀后，将溶液置于低温恒温仪中，在零下10-零下20℃，冷冻20-30h，将冷冻液在室温下解冻，离心分离除去溶剂，固体物置于蒸馏水中超声分散均匀后，通过冷冻干燥除去溶剂，制备得到丝素蛋白微球。