CN104987832A - 一种易清洁涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及易清洁涂料领域，公开了一种易清洁涂料，所述易清洁涂料含有导电聚合物和低表面能纳米材料。还公开了一种易清洁涂料的制备方法，所述方法包括将含有导电聚合物和低表面能纳米材料的原料混合均匀。还公开了如上所述的易清洁涂料在吸尘器中的应用。本发明的易清洁涂料，涂覆在吸尘器的集尘桶的内表面，可减少灰尘的吸附，使得吸尘器的集尘桶易清洁。
Description
技术领域
本发明涉及一种易清洁涂料、易清洁涂料的制备方法以及易清洁涂料在吸尘器中的应用。
背景技术
吸尘器是家庭常用的清洁用电器，但现有的吸尘器，在每次使用后，大量灰尘吸附在吸尘器的集尘桶的内表面难以清洁，给使用者带来了极大的困扰，成为吸尘器使用的痛点，无法顺应现代人快节奏、高效率的生活。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有吸尘器的上述问题，提供一种易清洁涂料，易清洁涂料的制备方法，及该易清洁涂料在吸尘器中的应用。
本发明的发明人在研究中发现，将含有导电聚合物和低表面能纳米材料的涂料涂覆在吸尘器的集尘桶的内表面，可使集尘桶的内表面不易吸附灰尘，且使用吸尘器后，吸尘器的集尘桶的内表面易清洁。
因此，为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种易清洁涂料，所述易清洁涂料含有导电聚合物和低表面能纳米材料。
优选地，所述易清洁涂料还含有分散剂和偶联剂。
优选地，导电聚合物的含量为35-77重量份，低表面能纳米材料的含量为22-64重量份，分散剂的含量为0.3-1重量份，偶联剂的含量为0.3-1重量份；更优选地，导电聚合物的含量为48-77重量份，低表面能纳米材料的含量为22-50重量份，分散剂的含量为0.3-1重量份，偶联剂的含量为0.3-1重量份。
优选地，所述导电聚合物选自聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯中的至少一种，更优选为聚苯胺。
优选地，所述低表面能纳米材料选自二氧化硅溶胶、氟硅树脂、二氧化钛溶胶中的至少一种，更优选为二氧化硅溶胶。
优选地，所述分散剂为聚丙烯酸钠和/或聚丙烯酰胺。
优选地，所述偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯中的至少一种。
第二方面，本发明提供了一种易清洁涂料的制备方法，所述方法包括将含有导电聚合物和低表面能纳米材料的原料混合均匀。
优选地，所述原料还含有分散剂和偶联剂。
第三方面，本发明提供了如上所述的易清洁涂料在吸尘器中的应用。
本发明的易清洁涂料，涂覆在吸尘器的集尘桶的内表面，可减少灰尘的吸附，使得吸尘器的集尘桶易清洁。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
一方面，本发明提供了一种易清洁涂料，该易清洁涂料含有导电聚合物和低表面能纳米材料。
本发明中，导电聚合物是指由具有共轭π键的聚合物经化学或电化学掺杂后形成的，导电率从绝缘体延伸到导体范围的一类高分子材料。
本发明中，对于导电聚合物无特别要求，可以为各种导电聚合物，例如，导电聚合物可以选自聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯中的至少一种，优选为聚苯胺。
本发明中，对于导电聚合物的制备方法也无特殊要求，可以采用本领域技术人员所能想到的各种方式制备。对于聚苯胺而言，制备方法优选包括：在室温下将聚合单体苯胺和表面活性剂加入到溶剂中，搅拌使聚合单体充分溶解在溶剂中；加入质子酸，继续搅拌至质子酸均匀溶解在反应体系中；加入引发剂，在室温搅拌20-30小时即可得到聚苯胺凝胶。
本发明中，室温指的是常规的室温条件，一般为15-30℃。
本发明中，搅拌的速率一般为50-150rpm。
本发明中，表面活性剂可以采用苯胺聚合常用的表面活性剂，优选为十二烷基苯磺酸钠。
本发明中，溶剂可以采用苯胺聚合常用的溶剂，例如，溶剂可以采用去离子水、乙醇、异丙醇、乙醚和丙酮中的至少一种。
本发明中，质子酸优选为盐酸、硫酸、磷酸和醋酸中的至少一种。
本发明中，引发剂可以为苯胺聚合常用的引发剂，优选为过硫酸铵和/或氯化铁。
本发明制备聚苯胺的方法中，对于各原料的用量无特殊要求，可以采用制备聚苯胺常规的用量，优选地，苯胺为15-35重量份，表面活性剂为0.4-1重量份，溶剂为20-45重量份，质子酸为2-8重量份，引发剂为苯胺的1-3重量％。
本发明中，低表面能纳米材料优选选自二氧化硅溶胶、氟硅树脂、二氧化钛溶胶中的至少一种，更优选为二氧化硅溶胶。
对于低表面能纳米材料的制备方法无特殊要求，可以采用本领域技术人员所能想到的各种方式制备。对于二氧化硅溶胶而言，制备方法优选包括：在150-300rpm搅拌下将正硅酸乙酯加入到过量乙醇中，待全部正硅酸乙酯充分溶解后，降低搅拌速率，在50-150rpm搅拌下，向正硅酸乙酯的乙醇溶液中滴加碱性溶液，直至将pH值调节为8-10，停止滴加碱性溶液，即可得到二氧化硅溶胶。
本发明中，碱性溶液可以为调节pH值常用的碱性溶液，例如，可以为氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液。
本发明中，为了使导电聚合物和低表面能纳米材料更均匀地混合，以更好地发挥易清洁涂料的易清洁作用，易清洁涂料优选还含有分散剂和偶联剂。
本发明中，分散剂优选为聚丙烯酸钠和/或聚丙烯酰胺。偶联剂优选选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH792)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(DL602)和双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯(TCA-K238S)中的至少一种。
本发明中，优选地，导电聚合物的含量为35-77重量份，低表面能纳米材料的含量为22-64重量份，分散剂的含量为0.3-1重量份，偶联剂的含量为0.3-1重量份；更优选地，导电聚合物的含量为48-77重量份，低表面能纳米材料的含量为22-50重量份，分散剂的含量为0.3-1重量份，偶联剂的含量为0.3-1重量份。在上述优选情况下，能够进一步提高易清洁涂料的易清洁性能。
第二方面，本发明提供了一种易清洁涂料的制备方法，该方法包括将含有导电聚合物和低表面能纳米材料的原料混合均匀。
本发明中，为了使导电聚合物和低表面能纳米材料更均匀地混合，以更好地发挥易清洁作用，原料优选还含有分散剂和偶联剂。例如，本发明方法优选可以包括：将导电聚合物和低表面能纳米材料混合，在搅拌下加入分散剂与偶联剂，混合均匀，即可制成本发明涂料。
对于导电聚合物、低表面能纳米材料、分散剂和偶联剂如前所述，在此不再赘述。
第三方面，本发明提供了如上所述的易清洁涂料在吸尘器中的应用。
本发明的易清洁涂料在实际使用时，可以将其喷涂在吸尘器的集尘桶的内表面，并在150-250℃下固化10-20分钟，以形成涂层，对于涂层的厚度无特殊要求，可以根据实际需要进行选择，一般为1-15μm。
实施例
以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。
实施例1
本实施例用于说明本发明的易清洁涂料及其制备方法。
(1)在25℃下将25重量份的聚合单体苯胺和1重量份的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠加入到装有20重量份的去离子水、10重量份的乙醇的反应瓶中，在120rpm搅拌下使聚合单体苯胺充分溶解在溶剂中；再向反应瓶中加入8重量份的质子酸盐酸，继续搅拌至质子酸均匀溶解在反应体系中；向反应瓶中加入占苯胺1重量％的氧化性引发剂氯化铁，搅拌30小时，得到聚苯胺凝胶。
(2)在250rpm搅拌下将15重量份的正硅酸乙酯加入到15重量份的乙醇中，待全部正硅酸乙酯充分溶解后，在120rpm搅拌下，向正硅酸乙酯的乙醇溶液中滴加氢氧化钠溶液，将PH值调节为9，得到透明二氧化硅溶胶。
(3)将64重量份的步骤(1)制备的聚苯胺凝胶和35重量份的步骤(2)制备的二氧化硅溶胶混合，在120rpm搅拌下加入0.5重量份的分散剂聚丙烯酸钠(购自杭州聚和生物科技有限公司，下同)和0.5重量份的偶联剂KH792，混合均匀，得到易清洁涂料A1。
实施例2
本实施例用于说明本发明的易清洁涂料及其制备方法。
(1)在15℃下将30重量份的聚合单体苯胺和0.8重量份的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠加入到装有18重量份的乙醇、19重量份的丙酮的反应瓶中，在100rpm搅拌下使聚合单体苯胺充分溶解在溶剂中；再向反应瓶中加入6重量份的质子酸醋酸，继续搅拌至质子酸均匀溶解在反应体系中；向反应瓶中加入占苯胺2重量％的氧化性引发剂过硫酸铵，搅拌25小时，得到聚苯胺凝胶。
(2)在200rpm搅拌下将11重量份的正硅酸乙酯加入到11重量份的乙醇中，待全部正硅酸乙酯充分溶解后，在100rpm搅拌下，向正硅酸乙酯的乙醇溶液中滴加氢氧化钾溶液，将PH值调节为8，得到透明二氧化硅溶胶。
(3)将73.8重量份的步骤(1)制备的聚苯胺凝胶和25重量份的步骤(2)制备的二氧化硅溶胶混合，在100rpm搅拌下加入0.6重量份的分散剂聚丙烯酰胺(购自北京隆泰恒兴科技有限公司，LTHX-282，下同)和0.6重量份的偶联剂KH550，混合均匀，得到易清洁涂料A2。
实施例3
本实施例用于说明本发明的易清洁涂料及其制备方法。
(1)在30℃下将20重量份的聚合单体苯胺和0.4重量份的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠加入到装有29重量份的去离子水的反应瓶中，在80rpm搅拌下使聚合单体苯胺充分溶解在溶剂中；再向反应瓶中加入5重量份的质子酸磷酸，继续搅拌至质子酸均匀溶解在反应体系中；向反应瓶中加入占苯胺1.5重量％的氧化性引发剂过硫酸铵，搅拌20小时，得到聚苯胺凝胶。
(2)在220rpm搅拌下将17重量份的正硅酸乙酯加入到17重量份的乙醇中，待全部正硅酸乙酯充分溶解后，在80rpm搅拌下，向正硅酸乙酯的乙醇溶液中滴加氢氧化钾溶液，将PH值调节为10，得到透明二氧化硅溶胶。
(3)将54.4重量份的步骤(1)制备的聚苯胺凝胶和45重量份的步骤(2)制备的二氧化硅溶胶混合，在80rpm搅拌下加入0.3重量份的分散剂聚丙烯酰胺和0.3重量份的偶联剂TCA-K238S，混合均匀，得到易清洁涂料A3。
实施例4
本实施例用于说明本发明的易清洁涂料及其制备方法。
(1)在20℃下将28重量份的聚合单体苯胺和0.7重量份的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠加入到装有19重量份的去离子水、14重量份的异丙醇的反应瓶中，在150rpm搅拌下使聚合单体苯胺充分溶解在溶剂中；再向反应瓶中加入7重量份的质子酸盐酸，继续搅拌至质子酸均匀溶解在反应体系中；向反应瓶中加入占苯胺1重量％的氧化性引发剂氯化铁，搅拌25小时，得到聚苯胺凝胶。
(2)在300rpm搅拌下将12重量份的正硅酸乙酯加入到12重量份的乙醇中，待全部正硅酸乙酯充分溶解后，在150rpm搅拌下，向正硅酸乙酯的乙醇溶液中滴加氢氧化钾溶液，将PH值调节为9，得到透明二氧化硅溶胶。
(3)将68.7重量份的步骤(1)制备的聚苯胺凝胶和30重量份的步骤(2)制备的二氧化硅溶胶混合，在150rpm搅拌下加入0.7重量份的分散剂聚丙烯酸钠和0.6重量份的偶联剂DL602，混合均匀，得到易清洁涂料A4。
实施例5
本实施例用于说明本发明的易清洁涂料及其制备方法。
(1)在25℃下将33重量份的聚合单体苯胺和0.4重量份的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠加入到装有25重量份的乙醇、10重量份的乙醚的反应瓶中，在130rpm搅拌下使聚合单体苯胺充分溶解在溶剂中；再向反应瓶中加入8重量份的质子酸醋酸，继续搅拌至质子酸均匀溶解在反应体系中；向反应瓶中加入占苯胺2重量％的氧化性引发剂氯化铁，搅拌30小时，得到聚苯胺凝胶。
(2)在190rpm搅拌下将9重量份的正硅酸乙酯加入到9重量份的乙醇中，待全部正硅酸乙酯充分溶解后，在130rpm搅拌下，向正硅酸乙酯的乙醇溶液中滴加氢氧化钠溶液，将PH值调节为9，得到透明二氧化硅溶胶。
(3)将76.4重量份的步骤(1)制备的聚苯胺凝胶和22重量份的步骤(2)制备的二氧化硅溶胶混合，在130rpm搅拌下加入0.8重量份的分散剂聚丙烯酸钠与0.8重量份的偶联剂KH550，混合均匀，得到易清洁涂料A5。
实施例6
本实施例用于说明本发明的易清洁涂料及其制备方法。
(1)在25℃下将15重量份的聚合单体苯胺和0.4重量份的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠加入到装有22重量份的异丙醇、6重量份的乙醇的反应瓶中，在110rpm搅拌下使聚合单体苯胺充分溶解在溶剂中；再向反应瓶中加入5重量份的质子酸盐酸，继续搅拌至质子酸均匀溶解在反应体系中；向反应瓶中加入占苯胺3重量％的氧化性引发剂过硫酸铵，搅拌20小时，得到聚苯胺凝胶。
(2)在150rpm搅拌下将20重量份的正硅酸乙酯加入到20重量份的乙醇中，待全部正硅酸乙酯充分溶解后，在110rpm搅拌下，向正硅酸乙酯的乙醇溶液中滴加氢氧化钠溶液，将PH值调节为9，得到透明二氧化硅溶胶。
(3)将48.4重量份的步骤(1)制备的聚苯胺凝胶和50重量份的步骤(2)制备的二氧化硅溶胶混合，在110rpm搅拌下加入0.6重量份的分散剂聚丙烯酰胺和1重量份的偶联剂KH792，混合均匀，得到易清洁涂料A6。
实施例7
本实施例用于说明本发明的易清洁涂料及其制备方法。
(1)在20℃下将18重量份的聚合单体苯胺和0.5重量份的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠加入到装有26重量份的丙酮、12重量份的去离子水的反应瓶中，在50rpm搅拌下使聚合单体苯胺充分溶解在溶剂中；再向反应瓶中加入2重量份的质子酸硫酸，继续搅拌至质子酸均匀溶解在反应体系中；向反应瓶中加入占苯胺1重量％的氧化性引发剂过硫酸铵，搅拌25小时，得到聚苯胺凝胶。
(2)在170rpm搅拌下将16重量份的正硅酸乙酯加入到15重量份的乙醇中，待全部正硅酸乙酯充分溶解后，在50rpm搅拌下，向正硅酸乙酯的乙醇溶液中滴加氢氧化钾溶液，将PH值调节为10，得到透明二氧化硅溶胶。
(3)将58.5重量份的步骤(1)制备的聚苯胺凝胶和40重量份的步骤(2)制备的二氧化硅溶胶混合，在50rpm搅拌下加入1重量份的分散剂聚丙烯酰胺和0.5重量份的偶联剂DL602，混合均匀，得到易清洁涂料A7。
实施例8
本实施例用于说明本发明的易清洁涂料及其制备方法。
按照实施例6的方法制备易清洁涂料，不同的是，步骤(3)中，聚苯胺凝胶的用量为45重量份，二氧化硅溶胶的用量为53.4重量份。得到易清洁涂料A8。
试验例
将A1-A8分别喷涂于吸尘器的集尘桶(透明ABS材质)的内表面，200℃下固化15分钟，形成涂层B1-B8，涂层厚度为10μm。并设不喷涂涂料的对照D1。
用表面电阻仪(购于苏州晶格电子有限公司，ST2258A)分别测定B1-B8及D1的表面电阻率，结果见表1。
分别用具有涂层B1-B8及不具有涂层的对照D1的吸尘器吸取50g灰尘，然后用透光率雾度仪(购于上海申光仪器仪表有限公司，WGT-S)分别测定各自集尘桶内表面的透光率，结果见表1。
表1
| 电阻率(Ω·m) | 透光率(％) | |
| B1 | 3×108 | 68.5％ |
| B2 | 3×108 | 65.2％ |
| B3 | 3×108 | 66.7％ |
| B4 | 1×109 | 64.9％ |
| B5 | 3×108 | 64.4％ |
| B6 | 1×109 | 63.8％ |
| B7 | 1×109 | 63.2％ |
| B8 | 5×1010 | 57.5％ |
| D1 | ＞1012 | 0％ |
从表1可以看出，喷涂本发明的易清洁涂料，可以极大降低表面电阻率，提高导电性，从而可以消除吸尘后产生的静电荷，可减少灰尘的吸附，使得吸尘器的集尘桶易清洁；喷涂有本发明的易清洁涂料的集尘桶的内表面，在吸尘后透光率高，说明喷涂有本发明的易清洁涂料的集尘桶的内表面不易吸附灰尘，使得吸尘器的集尘桶易清洁。
将B6与B8进行比较可以看出，导电聚合物的含量为48-77重量份，低表面能纳米材料的含量为22-50重量份，能够使得吸尘器的集尘桶更易清洁。
本发明的易清洁涂料，涂覆在吸尘器的集尘桶的内表面，可减少灰尘的吸附，使得吸尘器的集尘桶易清洁。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (11)
1.一种易清洁涂料，其特征在于，所述易清洁涂料含有导电聚合物和低表面能纳米材料。
2.根据权利要求1所述的易清洁涂料，其中，所述易清洁涂料还含有分散剂和偶联剂。
3.根据权利要求2所述的易清洁涂料，其中，导电聚合物的含量为35-77重量份，低表面能纳米材料的含量为22-64重量份，分散剂的含量为0.3-1重量份，偶联剂的含量为0.3-1重量份。
4.根据权利要求3所述的易清洁涂料，其中，导电聚合物的含量为48-77重量份，低表面能纳米材料的含量为22-50重量份，分散剂的含量为0.3-1重量份，偶联剂的含量为0.3-1重量份。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的易清洁涂料，其中，所述导电聚合物选自聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯中的至少一种，优选为聚苯胺。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的易清洁涂料，其中，所述低表面能纳米材料选自二氧化硅溶胶、氟硅树脂、二氧化钛溶胶中的至少一种，优选为二氧化硅溶胶。
7.根据权利要求2-4中任意一项所述的易清洁涂料，其中，所述分散剂为聚丙烯酸钠和/或聚丙烯酰胺。
8.根据权利要求2-4中任意一项所述的易清洁涂料，其中，所述偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯中的至少一种。
9.一种易清洁涂料的制备方法，其特征在于，所述方法包括将含有导电聚合物和低表面能纳米材料的原料混合均匀。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述原料还含有分散剂和偶联剂。
11.权利要求1-8中任意一项所述的易清洁涂料在吸尘器中的应用。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151021 |