CN107987296B - 耐机械破坏的超亲液涂层及其制备方法 - Google Patents

耐机械破坏的超亲液涂层及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107987296B
CN107987296B CN201711341125.0A CN201711341125A CN107987296B CN 107987296 B CN107987296 B CN 107987296B CN 201711341125 A CN201711341125 A CN 201711341125A CN 107987296 B CN107987296 B CN 107987296B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
coating
weight polymer
drying
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711341125.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107987296A (zh
Inventor
何周坤
唐昶宇
喻永连
梅军
李秀云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Science and Technology Development Center of CAEP
Original Assignee
Chengdu Science and Technology Development Center of CAEP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Science and Technology Development Center of CAEP filed Critical Chengdu Science and Technology Development Center of CAEP
Priority to CN201711341125.0A priority Critical patent/CN107987296B/zh
Publication of CN107987296A publication Critical patent/CN107987296A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107987296B publication Critical patent/CN107987296B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/042—Coating with two or more layers, where at least one layer of a composition contains a polymer binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D101/00—Coating compositions based on cellulose, modified cellulose, or cellulose derivatives
    • C09D101/08—Cellulose derivatives
    • C09D101/26—Cellulose ethers
    • C09D101/28—Alkyl ethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D105/00—Coating compositions based on polysaccharides or on their derivatives, not provided for in groups C09D101/00 or C09D103/00
    • C09D105/08—Chitin; Chondroitin sulfate; Hyaluronic acid; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C09D133/26—Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D171/00—Coating compositions based on polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D171/02—Polyalkylene oxides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
    • D06N3/0002—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof characterised by the substrate
    • D06N3/0015—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof characterised by the substrate using fibres of specified chemical or physical nature, e.g. natural silk
    • D06N3/0022—Glass fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
    • D06N3/0056—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof characterised by the compounding ingredients of the macro-molecular coating
    • D06N3/0061—Organic fillers or organic fibrous fillers, e.g. ground leather waste, wood bark, cork powder, vegetable flour; Other organic compounding ingredients; Post-treatment with organic compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
    • D06N3/0056—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof characterised by the compounding ingredients of the macro-molecular coating
    • D06N3/0063—Inorganic compounding ingredients, e.g. metals, carbon fibres, Na2CO3, metal layers; Post-treatment with inorganic compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
    • D06N3/04—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06N3/042—Acrylic polymers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/36—Coatings with pigments
    • D21H19/38—Coatings with pigments characterised by the pigments
    • D21H19/385—Oxides, hydroxides or carbonates
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/36—Coatings with pigments
    • D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
    • D21H19/46—Non-macromolecular organic compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/36—Coatings with pigments
    • D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
    • D21H19/56—Macromolecular organic compounds or oligomers thereof obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H19/58—Polymers or oligomers of diolefins, aromatic vinyl monomers or unsaturated acids or derivatives thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/80—Paper comprising more than one coating
    • D21H19/82—Paper comprising more than one coating superposed
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/18—Reinforcing agents
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/30—Pretreatment of the paper
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H25/00—After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00
    • D21H25/04—Physical treatment, e.g. heating, irradiating
    • D21H25/06—Physical treatment, e.g. heating, irradiating of impregnated or coated paper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08J2379/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2401/00—Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08J2401/08—Cellulose derivatives
    • C08J2401/26—Cellulose ethers
    • C08J2401/28—Alkyl ethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2405/00—Characterised by the use of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08J2401/00 or C08J2403/00
    • C08J2405/08—Chitin; Chondroitin sulfate; Hyaluronic acid; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2427/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2427/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2427/12—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08J2427/16—Homopolymers or copolymers of vinylidene fluoride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2433/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2433/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2433/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2433/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2433/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2433/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C08J2433/26—Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2471/00—Characterised by the use of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2471/02—Polyalkylene oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2483/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • C08J2483/04—Polysiloxanes
    • C08J2483/07—Polysiloxanes containing silicon bound to unsaturated aliphatic groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241—Titanium dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/346—Clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明公开了一种耐机械摩擦组装型超亲液涂层，所述涂层包括至少三层涂层结构，多层涂层结构依次层叠；其中第一层为靠近基底的涂层，以后的每一层涂层依次层叠在上一涂层上；其中，第一层为低分子量聚合物，所述低分子量聚合物中掺入0~2倍无机纳米粒子；第二层及以后的每一层均为高分子量聚合物，所述高分子量聚合物中掺入0~2倍无机纳米粒子；每一层的聚合物均为亲水性聚合物材料。本发明涂层采用多层仿生叠层，底部接近基底层的是低分子量聚合物，与基底层结合力好，然后在其他依次组装多层高分子量聚合物膜层，使得超亲液涂层之间具有良好的结合力，并且各层结构相互之间互为缓冲，具有良好的韧性，在机械摩擦破坏作用下不会损坏。

Description

耐机械破坏的超亲液涂层及其制备方法
技术领域
本发明属于新型亲液材料，特别涉及一种耐机械破坏的超亲液涂层及其制备方法，属于功能涂层技术领域。
背景技术
超亲液材料是指水性或油性液滴在材料表面具有优异的润湿能力，通常液滴的接触角小于10°，因此水性或油性液滴在其表面容易附着，从而能够实现材料表面自清洁，或功能涂层易于在其表面流平润湿从而制备具有优异表面性质的功能涂层，有利于提高材料表面的光洁度、光滑性等。此外，由于超亲液材料表面通常具有高表面能的功能性可反应官能团，从而能够为材料表面的进一步化学修饰反应提供一种普适的功能性涂层平台。因此，超亲液材料在液体输送、涂料、防雾、自清洁、建筑、减阻、湿度传感器、生物分子固定和口腔镜等生物医用材料领域都有着重要的应用。
但现有超亲液材料最为主要的缺陷在于其制备方法复杂、或方法工艺普适性不强，缺乏简单、经济和环境友好的制备方法，现有方法多涉及昂贵仪器或复杂工艺流程，难以实现大面积超亲液表面的制备和应用，此外通常制备的超亲液表面耐机械破坏能力不足、寿命短、无法满足长期使用需求，从而极大地限制了其实际应用。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中超亲液涂层耐磨性较差的问题，提供一种组装型耐机械破坏的超亲液涂层及其制备方法。本发明的组装型超亲液涂层具有良好的机械耐磨性，能够在应用过程中更好地保持结构稳定而不被破坏，提升材料的整体使用寿命。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种耐机械摩擦组装型超亲液涂层，所述涂层包括至少三层涂层结构，多层涂层结构依次层叠。其中第一层为靠近基底的涂层，以后的每一层涂层依次层叠在上一涂层上。
其中，第一层为低分子量聚合物，所述低分子量聚合物中掺入0～2倍无机纳米粒子。
第二层及以后的每一层均为高分子量聚合物，所述高分子量聚合物中掺入0～2倍无机纳米粒子。
每一层的聚合物均为亲水性聚合物材料。
本发明的耐机械摩擦组装型超亲液涂层采用多层复合仿生叠层，其中底部接近基底层的是低分子量聚合物，容易缠结基底层在表面，与基底层结合力好。然后，再依次组装其余多层亲水性高分子量聚合物膜层，使得超亲液涂层和基底结合牢固，不易脱落。多层聚合物膜层之间具有低分子量到高分子量的过渡变化，相邻层之间亲和性好，因而具有良好的结合力。并且各层结构之间互为缓冲，具有良好的韧性，在机械摩擦破坏作用下不会损坏，特别是不容易发生大面积的剥落。然后，材料多层结构可以通过添加无机纳米粒子实现亲液性能增强，特别是可以通过多层结构重叠，液滴和涂层表面作用的过程中，依次与表面的各层相互作用，具有仿生亲液结构特点，涂层结构整体亲液性非常优秀。
其中，所述低分子量聚合物中掺入0～2倍无机纳米粒子。当掺入量为0倍的时候，表示不掺入无机纳米粒子，当掺入2倍无机纳米粒子的时候，表示聚合物和无机纳米粒子的比例为1:2。
进一步，第一层是低浓度低分子量聚合物溶液涂覆制备得到的，低浓度低分子量聚合物具有更好地分子链运动能力，实现对基材的充分浸润、包覆、缠结，提高第一层的结合力。
进一步，第二层为低浓度高分子量聚合物溶液涂覆制备得到的，低浓度高分子量聚合物涂层同样具有更好的分子链运动能力，和第一层一样实现充分浸润、包覆、缠结，使得低分子量聚合物的第一层到高分子量聚合物的第二层之间结合紧密。
进一步，第二层以后的每一层为高浓度高分子量聚合物溶液涂覆制备得到的。与第一层、第二层的聚合物浓度情况相配合，多层结构采用具有过渡的浓度变化，最终提高超亲液涂层的耐机械破坏能力。
进一步，所述低浓度的低分子量聚合物溶液的浓度为0.1～5.0wt％。溶液中低分子量聚合物和无机纳米粒子的总质量浓度为0.1～5.0％，余量为溶剂，低浓度溶液具有更好的流平形成薄膜特性，更有利于浸润、缠结于基底材料表面。
进一步，所述低浓度的高分子量聚合物溶液的浓度为0.1～5.0wt％。溶液中高分子量聚合物和无机纳米粒子的总质量浓度为0.1～5.0％，余量为溶剂，同样的低浓度溶液在第一层表面充分流平，浸润、缠结在第一层表面，实现过渡层状结构，保持多层结构之间的良好结合力。
进一步，所述高浓度的高分子量聚合物溶液的浓度为5.0～80.0wt％。溶液中高分子量聚合物和无机纳米粒子的总质量浓度为5.0～80％，余量为溶剂，高浓度高分子量聚合物形成表面超亲水涂层的主要结构，掩盖、保护基底层、第一层和第二层抵御外界机械破坏，提供主要的高超亲液特性和耐机械破坏能力。
上述第一层、第二层、第三层的成型方式，涂覆实施过程还可以采用其他类似作用的工艺方法实现，只要实现每一层结构的加工即可。当然，优选涂覆，更有利于聚合物溶液充分浸润、包覆，提升每一层的结合力。
进一步，所述低分子量聚合物是指聚合物的分子量为100～100000g/mol。
进一步，所述高分子量聚合物是指聚合物的分子量为100000～2000000g/mol。
进一步，所述聚合物为聚丙烯酸、壳聚糖季铵盐、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、乙基羟乙基纤维素、卡波姆中的一种或几种。聚合物选用上述亲水性的聚合物材质，经过浓度由低到高、分子量由低到高的过度变化，自然过渡，具有良好的亲水性。同时，采用上述聚合物原料具有良好机械强度、韧性等优势，同时聚合物本身的亲液性能较好，更有利于提升复合材料的最终亲液性。优选地，每一层的聚合物可以相同，也可以不同。更优选地，每一层聚合物类型相同，实现更好的亲和性及内部结合力。
进一步，所述无机纳米粒子为碳酸钙、硅酸钙、二氧化硅、二氧化钛、蒙脱土、氧化锌中的一种或几种。优选地，所述无机纳米粒子尺寸为1～5000nm。优选地，每一层聚合物中添加的无机纳米粒子可以相同，也可以不同。通常，较为优选地情况是选用相同的无机纳米粒，使得每一层内添加的无机纳米粒子相互亲和性较好。
进一步，所述基底的材质包括但不限于纺织布、无纺布、玻纤布、滤纸、打印纸、金属滤网。
优选地，所述基底的材质可以是基底聚合物，基底聚合物包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氯代对二甲苯、聚氯代间二甲苯、聚氯代邻二甲苯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、甲基乙烯基三氟丙基硅橡胶中的一种或几种。
优选地，所述基底可以是多孔材质，也可以是无孔基底。超亲液特性可以实现多孔或无孔基底材质对于液体亲和力，进而满足不同的应用需求。
进一步，所述组装型超亲液涂层包括三层结构，三层结构为在基底层上依次附着的第一层、第二层和第三层。
其中，第一层是低浓度低分子量聚合物溶液涂覆制成的，低分子量聚合物中添加0～2倍亲液无机纳米粒子，
第二涂层为低浓度高分子量聚合物溶液涂覆制成的，高分子量聚合物中添加0～2倍亲液无机纳米粒子，
第三涂层为高浓度高分子量聚合物溶液涂覆制成的，高分子量聚合物中添加0～2倍亲液无机纳米粒子。
组装型超亲液涂层通过基底层上的第一层、第一层上的第二层、第二层上的第三层构建完整的具有高耐磨性、高稳定性的亲液涂层结构。并且，其中第一层根据充分结合基底层的需要设计为低浓度低分子量聚合物涂覆制成，低浓度使得低分子量的聚合物在基底层表面充分均匀分散开来，实现良好基底结合作用，并且低浓度低分子量涂层厚度较薄。在薄薄的第一层上结合上低浓度高分子量聚合物作为过渡，实现由低分子量向高分子量的过渡。最后在第二层上涂覆高浓度高分子量聚合物构建具有强烈超亲液特性的第三层。根据组装型涂层结构的特点，设置三层结构实现充分过渡，且加工制备的工作量较为适宜，整体品质优秀，三层结构相互之间的结合力紧密、牢固，满足高机械稳定性要求。
同时，在第一层、第二层、第三层的聚合物原料中添加亲液无机纳米粒子，每一层都具有无机纳米粒子增强亲液特性，在满足多层结构和基底层良好结合力的情况下，实现强亲液特性。由于每一层都具有添加无机纳米粒子的特性，因而当涂层结构受到机械破坏的情况下，一方面可以保证多层结构具有相互缓冲避免机械磨损破坏的效果，另一方面即使局部受到机械磨损破坏作用，破坏后的局部依然能够保持良好一致的超亲液特性。
聚合物涂层和无机纳米粒子相互配合，既能够满足高机械稳定性能，不容易磨损破坏，又可以通过两者相互协同实现高亲液特性，很好的解决了现有技术中超亲液涂层结构容易被机械磨损作用破坏的不足。通过上述三层结构，经低浓度到高浓度、低分子量到高分子量的逐渐过渡转变，再最终利用交联剂交联后实现耐机械破坏能力强的超亲液涂层结构。
本发明所述的超亲液涂层具有优异的水性或油性液滴的润湿效果，液滴接触角小于10°，同时所述的超亲液涂层具有耐超声破坏能力强、耐机械破坏能力强、长期稳定等优点。此外，本发明还提供了一种制备所述超亲液涂层的方法，具有普适性强、工艺简单易于实际生产等优点，可满足纺织服饰、造纸工业、金属滤网、生物医用等领域的表面亲水亲液、自清洁等实际应用需求。
进一步，所述超亲液涂层的表面，水性或油性液滴接触角小于10°。
优选地，所述水性液滴包括但不限于水性涂料、水性油墨、pH为1～13的酸碱盐水溶液、汗液、血液、尿液、水包油乳液。油性液滴包括但不限于植物油、动物油、汽油、二碘甲烷液滴、环己烷液滴、正庚烷液滴、油包水乳液。
进一步，超亲液涂层经过120min超声强力破坏、10000次机械弯曲破坏或10000次机械摩擦中的一种或几种的破坏后，其表面液滴接触角仍小于10°。液滴包括水性或油性液滴。
同时，为了更好的制备得到上述的超亲液涂层结构，本发明还提供一种制备所述超亲液涂层的方法，包括以下步骤：
(1)基材的预处理，(2)第一层的涂覆，(3)第一层的预交联处理，(4)第二层的涂覆，(5)第二层的预交联处理，(6)第三层的涂覆，(7)最终交联处理。
将基材(基底材料，即成型以后的基底/基底层)预处理清洁干净，然后依次涂覆第一层并预交联处理，涂覆第二层并预交联处理，涂覆第三层完成最终交联处理。各层结构涂覆固化以后稳定性高，机械强度高、韧性好，能够耐受高强度的机械磨损破坏而不发生严重的亲液性质劣化。
进一步，制备方法中各个步骤具体工艺如下：
(1)基材的预处理：将基材用乙醇浸泡5～60min，然后在20～90℃温度下干燥5～60min；然后用去离子水浸泡5～60min，然后在20～90℃温度下干燥5～60min；然后用低温等离子体进行处理2～10s。
(2)第一层涂覆：将低分子量聚合物和无机纳米粒子采用溶剂溶解得到浓度为0.1～5.0wt％的低分子量聚合物溶液，通过浸涂5～600s或喷涂2～300s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在20～90℃温度下干燥5～120min。
(3)第一层预交联处理：将经过步骤(2)第一层涂覆后的基材在质量浓度为0.1～5％的第一交联剂中预交联处理5～60min，然后用乙醇浸泡5～60min，然后在20～90℃温度下干燥5～60min；然后用去离子水浸泡5～60min，然后在20～90℃温度下干燥5～60min。
所述第一交联剂是氮丙啶交联剂、重氮甲烷、戊二醛、马来酸酐、碳化二亚胺、乙烯基砜中的一种或多种。
(4)第二层涂覆：将高分子量聚合物和无机纳米粒子采用溶剂溶解得到浓度为0.1～5.0wt％的高分子量聚合物溶液，通过浸涂5～600s或喷涂2～300s涂覆在经过步骤(3)第一层预交联处理的基材上，然后在20～90℃温度下干燥5～120min。
(5)第二层预交联处理：将经过步骤(4)第二层涂覆后的基材在质量浓度为0.1～5％的第二交联剂中预交联处理5～60min，然后用乙醇浸泡5～60min，然后在20～90℃温度下干燥5～60min；然后用去离子水浸泡5～60min，然后在20～90℃温度下干燥5～60min。
所述第二交联剂是氮丙啶交联剂、重氮甲烷、戊二醛、马来酸酐、碳化二亚胺、乙烯基砜中的一种或多种。
(6)第三层涂覆：将高分子量聚合物和无机纳米粒子采用溶剂溶解得到浓度为5.0-80.0％的高分子量聚合物溶液，通过浸涂5～600s或喷涂2～300s涂覆在经过步骤(5)第二层预交联处理的基材上，然后在20～90℃温度下干燥5～120min。
(7)最终交联处理：将经过步骤(6)第三层涂覆后的基材在质量浓度为0.1～5％的第三交联剂中交联处理5～120min，然后用乙醇浸泡5～60min，然后在50～90℃温度下干燥5～120min；然后用去离子水浸泡5～60min，然后在50～90℃温度下干燥5～120min即得到本发明所述的耐机械破坏的超亲液涂层。
所述第三交联剂是氮丙啶交联剂、重氮甲烷、戊二醛、马来酸酐、碳化二亚胺、乙烯基砜中的一种或多种。
本发明制备超亲液涂层结构的方法，将基底层经过预处理确保其表面清洁性，然后在每一层涂覆以后进行预交联处理保证每一层独立的良好的固化形式，最后通过最终交联处理将超亲液涂层结构完全固化得到性质非常稳定的超亲液涂层。
进一步，步骤2、4、6中溶剂可以相同可以不同，配制得到制备每一层的聚合物溶液。优选地，使用相同的溶剂，每一层相互之间的涂覆成型亲和性更好，更能够实现良好的结合力。优选地，所述溶剂是去离子水、低分子醇中的一种或几种。所述低分子醇是甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙醇等。
其中，第一交联剂、第二交联剂、第三交联剂可以相同，也可以不同。
进一步，所述无机纳米粒子先在20～90℃温度下干燥5～60min。
进一步，所述基材为有机、无机非金属、金属或其复合基材。
优选地，所述基材为多孔基材包括但不限于纺织布、无纺布、玻纤布、滤纸、打印纸、金属滤网。所述多孔基材的孔径10μm～1mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.本发明的超亲液涂层采用多层复合仿生叠层，其中底部接近基底层的是低分子量聚合物，与基底层结合力好，然后在其他依次组装多层高分子量聚合物膜层，使得超亲液涂层之间具有良好的结合力，并且各层结构相互之间互为缓冲，具有良好的韧性，在机械摩擦破坏作用下不会损坏。
2.本发明材料多层结构可以通过添加亲液修饰的无机纳米粒子实现亲液性能增强，特别是可以通过多层结构重叠，液滴和涂层表面作用的过程中，依次与表面的各层相互作用，具有仿生亲液结构特点，涂层结构整体亲液性非常优秀。
3.本发明超亲液涂层采用层层堆叠，分别交联结合的反应，使得每一层涂层结构都具有良好的致密性，所有的材料相互结合牢固，且聚合物和亲液纳米粒子相互结合稳定，多层结构符合设计预期，超亲液涂层的最终性能表面达到理想水平。
附图说明：
图1：水滴在聚丙烯基材表面经过120min超声破坏后的形貌(实施例4)。
图2：聚氯代对二甲苯基材表面经过10000次机械弯曲后的形貌(实施例6)。
图3：花生油液滴在纺织布基材表面经过10000次机械摩擦后的形貌(实施例10)。
图4：多孔滤纸基底表面经过10000次机械摩擦后的形貌结构(实施例12)。
图5：水滴在金属滤网基材表面经过120min超声破坏后的形貌(对比例3)。
图6：花生油液滴在聚氯代对二甲苯基材表面经过10000次机械摩擦破坏后的形貌(对比例6)。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作具体详述，有必要在此指出的是，以下实施例仅用于对本发明做出进行进一步举例说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据本发明内容对此做出的一些非本质的改进和调整，均应视为本发明的保护范围。
实施例1：
准备制备第一层的低浓度低分子量聚合物溶液
将分子量为100～100000g/mol的聚丙烯酸、壳聚糖季铵盐、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、乙基羟乙基纤维素、卡波姆，加入0～2倍无机纳米粒子，用溶剂配制成制备第一层的低浓度低分子量聚合物溶液。
Figure BDA0001508440850000081
实施例2：
准备制备第二层的低浓度高分子量聚合物溶液
将分子量为100000～2000000g/mol的聚丙烯酸、壳聚糖季铵盐、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、乙基羟乙基纤维素、卡波姆，加入0～2倍无机纳米粒子，用溶剂配制成制备第二层的低浓度高分子量聚合物溶液。
Figure BDA0001508440850000082
实施例3：
准备制备第三层的高浓度高分子量聚合物溶液
将分子量为100000～2000000g/mol的聚丙烯酸、壳聚糖季铵盐、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、乙基羟乙基纤维素、卡波姆，加入0～2倍无机纳米粒子，用溶剂配制成制备第三层的高浓度高分子量聚合物溶液。
Figure BDA0001508440850000091
实施例4：
(1)基材的预处理：将聚丙烯基材用乙醇浸泡5min，然后在90℃温度下干燥5min；然后用去离子水浸泡5min，然后在90℃温度下干燥5min；然后用低温等离子体进行处理10s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号101的低分子量聚合物溶液，通过浸涂600s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在90℃温度下干燥10min。
(3)第一层预交联处理：将经过步骤(2)第一层涂覆后的基材在质量浓度为0.5％的氮丙啶交联剂预交联处理10min，然后用乙醇浸泡10min，然后在90℃温度下干燥10min；然后用去离子水浸泡10min，然后在90℃温度下干燥10min。
(4)第二层涂覆：将实施例2中编号201的低分子量聚合物溶液，通过浸涂300s涂覆在经过步骤(3)第一层预交联处理的基材上，然后在90℃温度下干燥10min。
(5)第二层预交联处理：将经过步骤(4)第二层涂覆后的基材在质量浓度为4.0％的氮丙啶交联剂预交联处理30min，然后用乙醇浸泡30min，然后在90℃温度下干燥10min；然后用去离子水浸泡30min，然后在90℃温度下干燥10min。
(6)第三层涂覆：将实施例3中编号301的高分子量聚合物溶液，通过浸涂60s涂覆在经过步骤(5)第二层预交联处理的基材上，然后在90℃温度下干燥10min。
(7)最终交联处理：将经过步骤(6)第三层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的氮丙啶交联剂交联处理90min，然后用乙醇浸泡60min，然后在90℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡60min，然后在90℃温度下干燥30min即得到本发明所述的耐机械破坏的超亲液涂层。
实施例5：
(1)基材的预处理：将聚对苯二甲酸乙二醇酯基材用乙醇浸泡10min，然后在80℃温度下干燥10min；然后用去离子水浸泡10min，然后在80℃温度下干燥10min；然后用低温等离子体进行处理10s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号102的低分子量聚合物溶液，通过喷涂300s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在80℃温度下干燥30min。
(3)第一层预交联处理：将经过步骤(2)第一层涂覆后的基材在质量浓度为1.0％的重氮甲烷预交联处理20min，然后用乙醇浸泡20min，然后在80℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡20min，然后在80℃温度下干燥30min。
(4)第二层涂覆：将实施例2中编号202的低分子量聚合物溶液，通过喷涂120s涂覆在经过步骤(3)第一层预交联处理的基材上，然后在80℃温度下干燥30min。
(5)第二层预交联处理：将经过步骤(4)第二层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的重氮甲烷预交联处理60min，然后用乙醇浸泡60min，然后在80℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡60min，然后在80℃温度下干燥30min。
(6)第三层涂覆：将实施例3中编号302的高分子量聚合物溶液，通过喷涂30s涂覆在经过步骤(5)第二层预交联处理的基材上，然后在80℃温度下干燥30min。
(7)最终交联处理：将经过步骤(6)第三层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的重氮甲烷交联处理90min，然后用乙醇浸泡60min，然后在80℃温度下干燥60min；然后用去离子水浸泡60min，然后在80℃温度下干燥60min即得到本发明所述的耐机械破坏的超亲液涂层。
实施例6：
(1)基材的预处理：将聚氯代对二甲苯基材用乙醇浸泡15min，然后在70℃温度下干燥15min；然后用去离子水浸泡15min，然后在70℃温度下干燥15min；然后用低温等离子体进行处理8s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号103的低分子量聚合物溶液，通过浸涂300s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在70℃温度下干燥60min。
(3)第一层预交联处理：将经过步骤(2)第一层涂覆后的基材在质量浓度为3.0％的戊二醛预交联处理60min，然后用乙醇浸泡30min，然后在70℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡30min，然后在70℃温度下干燥30min。
(4)第二层涂覆：将实施例2中编号203的低分子量聚合物溶液，通过浸涂180s涂覆在经过步骤(3)第一层预交联处理的基材上，然后在70℃温度下干燥60min。
(5)第二层预交联处理：将经过步骤(4)第二层涂覆后的基材在质量浓度为3.0％的戊二醛预交联处理60min，然后用乙醇浸泡30min，然后在70℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡30min，然后在70℃温度下干燥30min。
(6)第三层涂覆：将实施例3中编号303的高分子量聚合物溶液，通过浸涂10s涂覆在经过步骤(5)第二层预交联处理的基材上，然后在70℃温度下干燥60min。
(7)最终交联处理：将经过步骤(6)第三层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的戊二醛交联处理120min，然后用乙醇浸泡60min，然后在70℃温度下干燥60min；然后用去离子水浸泡60min，然后在70℃温度下干燥60min即得到本发明所述的耐机械破坏的超亲液涂层。
实施例7：
(1)基材的预处理：将聚酰亚胺基材用乙醇浸泡20min，然后在70℃温度下干燥20min；然后用去离子水浸泡20min，然后在70℃温度下干燥20min；然后用低温等离子体进行处理8s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号104的低分子量聚合物溶液，通过喷涂180s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在70℃温度下干燥90min。
(3)第一层预交联处理：将经过步骤(2)第一层涂覆后的基材在质量浓度为3.0％的马来酸酐预交联处理30min，然后用乙醇浸泡40min，然后在70℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡40min，然后在70℃温度下干燥30min。
(4)第二层涂覆：将实施例2中编号204的低分子量聚合物溶液，通过喷涂120s涂覆在经过步骤(3)第一层预交联处理的基材上，然后在70℃温度下干燥90min。
(5)第二层预交联处理：将经过步骤(4)第二层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的马来酸酐预交联处理30min，然后用乙醇浸泡60min，然后在70℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡60min，然后在70℃温度下干燥30min。
(6)第三层涂覆：将实施例3中编号304的高分子量聚合物溶液，通过喷涂30s涂覆在经过步骤(5)第二层预交联处理的基材上，然后在70℃温度下干燥90min。
(7)最终交联处理：将经过步骤(6)第三层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的马来酸酐交联处理120min，然后用乙醇浸泡60min，然后在70℃温度下干燥60min；然后用去离子水浸泡60min，然后在70℃温度下干燥60min即得到本发明所述的耐机械破坏的超亲液涂层。
实施例8：
(1)基材的预处理：将聚偏二氟乙烯基材用乙醇浸泡25min，然后在60℃温度下干燥25min；然后用去离子水浸泡25min，然后在60℃温度下干燥25min；然后用低温等离子体进行处理8s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号105的低分子量聚合物溶液，通过浸涂120s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在60℃温度下干燥90min。
(3)第一层预交联处理：将经过步骤(2)第一层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的碳化二亚胺预交联处理60min，然后用乙醇浸泡60min，然后在60℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡60min，然后在60℃温度下干燥30min。
(4)第二层涂覆：将实施例2中编号205的低分子量聚合物溶液，通过浸涂90s涂覆在经过步骤(3)第一层预交联处理的基材上，然后在60℃温度下干燥90min。
(5)第二层预交联处理：将经过步骤(4)第二层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的碳化二亚胺预交联处理60min，然后用乙醇浸泡60min，然后在60℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡60min，然后在60℃温度下干燥30min。
(6)第三层涂覆：将实施例3中编号305的高分子量聚合物溶液，通过浸涂90s涂覆在经过步骤(5)第二层预交联处理的基材上，然后在60℃温度下干燥90min。
(7)最终交联处理：将经过步骤(6)第三层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的碳化二亚胺交联处理90min，然后用乙醇浸泡60min，然后在60℃温度下干燥60min；然后用去离子水浸泡60min，然后在60℃温度下干燥60min即得到本发明所述的耐机械破坏的超亲液涂层。
实施例9：
(1)基材的预处理：将甲基乙烯基硅橡胶基材用乙醇浸泡30min，然后在50℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡30min，然后在50℃温度下干燥30min；然后用低温等离子体进行处理10s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号106的低分子量聚合物溶液，通过喷涂60s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在50℃温度下干燥60min。
(3)第一层预交联处理：将经过步骤(2)第一层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的乙烯基砜预交联处理30min，然后用乙醇浸泡10min，然后在50℃温度下干燥60min；然后用去离子水浸泡10min，然后在50℃温度下干燥60min。
(4)第二层涂覆：将实施例2中编号206的低分子量聚合物溶液，通过喷涂30s涂覆在经过步骤(3)第一层预交联处理的基材上，然后在50℃温度下干燥60min。
(5)第二层预交联处理：将经过步骤(4)第二层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的乙烯基砜预交联处理60min，然后用乙醇浸泡30min，然后在50℃温度下干燥60min；然后用去离子水浸泡30min，然后在50℃温度下干燥60min。
(6)第三层涂覆：将实施例3中编号306的高分子量聚合物溶液，通过喷涂5s涂覆在经过步骤(5)第二层预交联处理的基材上，然后在50℃温度下干燥60min。
(7)最终交联处理：将经过步骤(6)第三层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的乙烯基砜交联处理120min，然后用乙醇浸泡60min，然后在50℃温度下干燥90min；然后用去离子水浸泡60min，然后在50℃温度下干燥90min即得到本发明所述的耐机械破坏的超亲液涂层。
实施例10：
(1)基材的预处理：将纺织布基材用乙醇浸泡35min，然后在40℃温度下干燥35min；然后用去离子水浸泡35min，然后在40℃温度下干燥35min；然后用低温等离子体进行处理5s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号101的低分子量聚合物溶液，通过浸涂120s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在40℃温度下干燥60min。
(3)第一层预交联处理：将经过步骤(2)第一层涂覆后的基材在质量浓度为2.0％的氮丙啶交联剂预交联处理40min，然后用乙醇浸泡20min，然后在40℃温度下干燥60min；然后用去离子水浸泡20min，然后在40℃温度下干燥60min。
(4)第二层涂覆：将实施例2中编号201的低分子量聚合物溶液，通过浸涂60s涂覆在经过步骤(3)第一层预交联处理的基材上，然后在40℃温度下干燥60min。
(5)第二层预交联处理：将经过步骤(4)第二层涂覆后的基材在质量浓度为4.0％的氮丙啶交联剂预交联处理60min，然后用乙醇浸泡40min，然后在40℃温度下干燥60min；然后用去离子水浸泡40min，然后在40℃温度下干燥60min。
(6)第三层涂覆：将实施例3中编号301的高分子量聚合物溶液，通过浸涂10s涂覆在经过步骤(5)第二层预交联处理的基材上，然后在40℃温度下干燥60min。
(7)最终交联处理：将经过步骤(6)第三层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的氮丙啶交联剂交联处理90min，然后用乙醇浸泡60min，然后在50℃温度下干燥120min；然后用去离子水浸泡60min，然后在50℃温度下干燥120min即得到本发明所述的耐机械破坏的超亲液涂层。
实施例11：
(1)基材的预处理：将玻纤布基材用乙醇浸泡40min，然后在30℃温度下干燥40min；然后用去离子水浸泡40min，然后在30℃温度下干燥40min；然后用低温等离子体进行处理5s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号103的低分子量聚合物溶液，通过喷涂60s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在30℃温度下干燥120min。
(3)第一层预交联处理：将经过步骤(2)第一层涂覆后的基材在质量浓度为4.0％的重氮甲烷预交联处理60min，然后用乙醇浸泡50min，然后在30℃温度下干燥60min；然后用去离子水浸泡50min，然后在30℃温度下干燥60min。
(4)第二层涂覆：将实施例2中编号203的低分子量聚合物溶液，通过喷涂30s涂覆在经过步骤(3)第一层预交联处理的基材上，然后在30℃温度下干燥120min。
(5)第二层预交联处理：将经过步骤(4)第二层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的重氮甲烷预交联处理60min，然后用乙醇浸泡60min，然后在30℃温度下干燥60min；然后用去离子水浸泡60min，然后在30℃温度下干燥60min。
(6)第三层涂覆：将实施例3中编号303的高分子量聚合物溶液，通过喷涂10s涂覆在经过步骤(5)第二层预交联处理的基材上，然后在30℃温度下干燥120min。
(7)最终交联处理：将经过步骤(6)第三层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的重氮甲烷交联处理90min，然后用乙醇浸泡60min，然后在50℃温度下干燥120min；然后用去离子水浸泡60min，然后在50℃温度下干燥120min即得到本发明所述的耐机械破坏的超亲液涂层。
实施例12：
(1)基材的预处理：将滤纸基材用乙醇浸泡50min，然后在20℃温度下干燥60min；然后用去离子水浸泡50min，然后在20℃温度下干燥60min；然后用低温等离子体进行处理3s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号104的低分子量聚合物溶液，通过浸涂30s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在20℃温度下干燥120min。
(3)第一层预交联处理：将经过步骤(2)第一层涂覆后的基材在质量浓度为4.0％的戊二醛预交联处理50min，然后用乙醇浸泡50min，然后在20℃温度下干燥60min；然后用去离子水浸泡50min，然后在20℃温度下干燥60min。
(4)第二层涂覆：将实施例2中编号204的低分子量聚合物溶液，通过浸涂60s涂覆在经过步骤(3)第一层预交联处理的基材上，然后在20℃温度下干燥120min。
(5)第二层预交联处理：将经过步骤(4)第二层涂覆后的基材在质量浓度为3.0％的戊二醛预交联处理60min，然后用乙醇浸泡40min，然后在20℃温度下干燥60min；然后用去离子水浸泡40min，然后在20℃温度下干燥60min。
(6)第三层涂覆：将实施例3中编号304的高分子量聚合物溶液，通过浸涂10s涂覆在经过步骤(5)第二层预交联处理的基材上，然后在20℃温度下干燥120min。
(7)最终交联处理：将经过步骤(6)第三层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的戊二醛交联处理60min，然后用乙醇浸泡60min，然后在50℃温度下干燥120min；然后用去离子水浸泡60min，然后在50℃温度下干燥120min即得到本发明所述的耐机械破坏的超亲液涂层。
实施例13：
(1)基材的预处理：将金属滤网基材用乙醇浸泡60min，然后在50℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡60min，然后在50℃温度下干燥30min；然后用低温等离子体进行处理3s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号106的低分子量聚合物溶液，通过喷涂30s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在50℃温度下干燥90min。
(3)第一层预交联处理：将经过步骤(2)第一层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的碳化二亚胺预交联处理40min，然后用乙醇浸泡50min，然后在50℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡50min，然后在50℃温度下干燥30min。
(4)第二层涂覆：将实施例2中编号206的低分子量聚合物溶液，通过喷涂15s涂覆在经过步骤(3)第一层预交联处理的基材上，然后在50℃温度下干燥90min。
(5)第二层预交联处理：将经过步骤(4)第二层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的碳化二亚胺预交联处理60min，然后用乙醇浸泡60min，然后在50℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡60min，然后在50℃温度下干燥30min。
(6)第三层涂覆：将实施例3中编号306的高分子量聚合物溶液，通过喷涂5s涂覆在经过步骤(5)第二层预交联处理的基材上，然后在50℃温度下干燥90min。
(7)最终交联处理：将经过步骤(6)第三层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的碳化二亚胺交联处理90min，然后用乙醇浸泡60min，然后在50℃温度下干燥120min；然后用去离子水浸泡60min，然后在50℃温度下干燥120min即得到本发明所述的耐机械破坏的超亲液涂层。
<对比例1>
与实施例4制备的超亲液涂层进行对比，主要差别为无步骤(3)第一层预交联处 理。
(1)基材的预处理：将聚丙烯基材用乙醇浸泡5min，然后在90℃温度下干燥5min；然后用去离子水浸泡5min，然后在90℃温度下干燥5min；然后用低温等离子体进行处理10s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号101的低分子量聚合物溶液，通过浸涂600s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在90℃温度下干燥10min。
(3)第一层预交联处理：无。
(4)第二层涂覆：将实施例2中编号201的低分子量聚合物溶液，通过浸涂300s涂覆在经过步骤(2)第一层涂覆的基材上，然后在90℃温度下干燥10min。
(5)第二层预交联处理：将经过步骤(4)第二层涂覆后的基材在质量浓度为4.0％的氮丙啶交联剂预交联处理30min，然后用乙醇浸泡30min，然后在90℃温度下干燥10min；然后用去离子水浸泡30min，然后在90℃温度下干燥10min。
(6)第三层涂覆：将实施例3中编号301的高分子量聚合物溶液，通过浸涂60s涂覆在经过步骤(5)第二层预交联处理的基材上，然后在90℃温度下干燥10min。
(7)最终交联处理：将经过步骤(6)第三层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的氮丙啶交联剂交联处理90min，然后用乙醇浸泡60min，然后在90℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡60min，然后在90℃温度下干燥30min即得到本发明所述的耐机械破坏的超亲液涂层。
<对比例2>
与实施例9制备的超亲液涂层进行对比，主要差别为无步骤(3)第一层预交联处理 和步骤(5)第二层预交联处理。
(1)基材的预处理：将甲基乙烯基硅橡胶基材用乙醇浸泡30min，然后在50℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡30min，然后在50℃温度下干燥30min；然后用低温等离子体进行处理10s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号106的低分子量聚合物溶液，通过喷涂60s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在50℃温度下干燥60min。
(3)第一层预交联处理：无。
(4)第二层涂覆：将实施例2中编号206的低分子量聚合物溶液，通过喷涂30s涂覆在经过步骤(2)第一层涂覆的基材上，然后在50℃温度下干燥60min。
(5)第二层预交联处理：无。
(6)第三层涂覆：将实施例3中编号306的高分子量聚合物溶液，通过喷涂5s涂覆在经过步骤(4)第二层涂覆的基材上，然后在50℃温度下干燥60min。
(7)最终交联处理：将经过步骤(6)第三层涂覆后的基材在质量浓度为5.0％的乙烯基砜交联处理120min，然后用乙醇浸泡60min，然后在50℃温度下干燥90min；然后用去离子水浸泡60min，然后在50℃温度下干燥90min即得到本发明所述的耐机械破坏的超亲液涂层。
<对比例3>
与实施例13制备的超亲液涂层进行对比，主要差别为无步骤(3)第一层预交联处 理、步骤(5)第二层预交联处理和步骤(7)最终交联处理。
(1)基材的预处理：将金属滤网基材用乙醇浸泡60min，然后在50℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡60min，然后在50℃温度下干燥30min；然后用低温等离子体进行处理3s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号106的低分子量聚合物溶液，通过喷涂30s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在50℃温度下干燥90min。
(3)第一层预交联处理：无。
(4)第二层涂覆：将实施例2中编号206的低分子量聚合物溶液，通过喷涂15s涂覆在经过步骤(2)第一层涂覆的基材上，然后在50℃温度下干燥90min。
(5)第二层预交联处理：无。
(6)第三层涂覆：将实施例3中编号306的高分子量聚合物溶液，通过喷涂5s涂覆在经过步骤(4)第二层涂覆的基材上，然后在50℃温度下干燥90min。
(7)最终交联处理：无。
<对比例4>
与实施例6制备的超亲液涂层进行对比，主要差别为仅含步骤(1)和(2)。
(1)基材的预处理：将聚氯代对二甲苯基材用乙醇浸泡15min，然后在70℃温度下干燥15min；然后用去离子水浸泡15min，然后在70℃温度下干燥15min；然后用低温等离子体进行处理8s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号103的低分子量聚合物溶液，通过浸涂300s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在70℃温度下干燥60min。
(3)第一层预交联处理：无。
(4)第二层涂覆：无。
(5)第二层预交联处理：无。
(6)第三层涂覆：无。
(7)最终交联处理：无。
<对比例5>
与实施例6制备的超亲液涂层进行对比，主要差别为仅含步骤(1)-(3)。
(1)基材的预处理：将聚氯代对二甲苯基材用乙醇浸泡15min，然后在70℃温度下干燥15min；然后用去离子水浸泡15min，然后在70℃温度下干燥15min；然后用低温等离子体进行处理8s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号103的低分子量聚合物溶液，通过浸涂300s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在70℃温度下干燥60min。
(3)第一层预交联处理：将经过步骤(2)第一层涂覆后的基材在质量浓度为3.0％的戊二醛预交联处理60min，然后用乙醇浸泡30min，然后在70℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡30min，然后在70℃温度下干燥30min。
(4)第二层涂覆：无。
(5)第二层预交联处理：无。
(6)第三层涂覆：无。
(7)最终交联处理：无。
<对比例6>
与实施例6制备的超亲液涂层进行对比，主要差别为仅含步骤(1)-(4)。
(1)基材的预处理：将聚氯代对二甲苯基材用乙醇浸泡15min，然后在70℃温度下干燥15min；然后用去离子水浸泡15min，然后在70℃温度下干燥15min；然后用低温等离子体进行处理8s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号103的低分子量聚合物溶液，通过浸涂300s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在70℃温度下干燥60min。
(3)第一层预交联处理：将经过步骤(2)第一层涂覆后的基材在质量浓度为3.0％的戊二醛预交联处理60min，然后用乙醇浸泡30min，然后在70℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡30min，然后在70℃温度下干燥30min。
(4)第二层涂覆：将实施例2中编号203的低分子量聚合物溶液，通过浸涂180s涂覆在经过步骤(3)第一层预交联处理的基材上，然后在70℃温度下干燥60min。
(5)第二层预交联处理：无。
(6)第三层涂覆：无。
(7)最终交联处理：无。
<对比例7>
与实施例6制备的超亲液涂层进行对比，主要差别为仅含步骤(1)-(5)。
(1)基材的预处理：将聚氯代对二甲苯基材用乙醇浸泡15min，然后在70℃温度下干燥15min；然后用去离子水浸泡15min，然后在70℃温度下干燥15min；然后用低温等离子体进行处理8s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号103的低分子量聚合物溶液，通过浸涂300s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在70℃温度下干燥60min。
(3)第一层预交联处理：将经过步骤(2)第一层涂覆后的基材在质量浓度为3.0％的戊二醛预交联处理60min，然后用乙醇浸泡30min，然后在70℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡30min，然后在70℃温度下干燥30min。
(4)第二层涂覆：将实施例2中编号203的低分子量聚合物溶液，通过浸涂180s涂覆在经过步骤(3)第一层预交联处理的基材上，然后在70℃温度下干燥60min。
(5)第二层预交联处理：将经过步骤(4)第二层涂覆后的基材在质量浓度为3.0％的戊二醛预交联处理60min，然后用乙醇浸泡30min，然后在70℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡30min，然后在70℃温度下干燥30min。
(6)第三层涂覆：无。
(7)最终交联处理：无。
<对比例8>
与实施例6制备的超亲液涂层进行对比，主要差别为仅含步骤(1)-(6)。
(1)基材的预处理：将聚氯代对二甲苯基材用乙醇浸泡15min，然后在70℃温度下干燥15min；然后用去离子水浸泡15min，然后在70℃温度下干燥15min；然后用低温等离子体进行处理8s。
(2)第一层涂覆：将实施例1中编号103的低分子量聚合物溶液，通过浸涂300s涂覆在经过步骤(1)预处理的基材上，然后在70℃温度下干燥60min。
(3)第一层预交联处理：将经过步骤(2)第一层涂覆后的基材在质量浓度为3.0％的戊二醛预交联处理60min，然后用乙醇浸泡30min，然后在70℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡30min，然后在70℃温度下干燥30min。
(4)第二层涂覆：将实施例2中编号203的低分子量聚合物溶液，通过浸涂180s涂覆在经过步骤(3)第一层预交联处理的基材上，然后在70℃温度下干燥60min。
(5)第二层预交联处理：将经过步骤(4)第二层涂覆后的基材在质量浓度为3.0％的戊二醛预交联处理60min，然后用乙醇浸泡30min，然后在70℃温度下干燥30min；然后用去离子水浸泡30min，然后在70℃温度下干燥30min。
(6)第三层涂覆：将实施例3中编号303的高分子量聚合物溶液，通过浸涂10s涂覆在经过步骤(5)第二层预交联处理的基材上，然后在70℃温度下干燥60min。
(7)最终交联处理：无。
＜测试＞
测试上述实施例4-13、对比例1-8制备的涂层材料在进行经过120min超声强力破坏、10000次机械弯曲破坏或10000次机械摩擦破坏前后，水性液滴包括但不限于水性涂料、水性油墨、pH为1～13的酸碱盐水溶液、汗液、血液、尿液、水包油乳液，及油性液滴包括但不限于植物油、动物油、汽油、二碘甲烷液滴、环己烷液滴、正庚烷液滴、油包水乳液在其表面的液滴接触角，结果如表1所示，如果破坏前、后水性及油性液滴接触角均小于10°，则样品被判定为合格，否则为不合格。
表1测试结果
Figure BDA0001508440850000221
Figure BDA0001508440850000231

Claims (9)

1.一种耐机械摩擦组装型超亲液涂层，所述组装型超亲液涂层包括三层结构，三层结构为在基底层上依次附着的第一层、第二层和第三层；
其中，第一层是低浓度低分子量聚合物溶液涂覆制成的，低分子量聚合物中添加0~2倍亲液无机纳米粒子，
第二涂层为低浓度高分子量聚合物溶液涂覆制成的，高分子量聚合物中添加0~2倍亲液无机纳米粒子，
第三涂层为高浓度高分子量聚合物溶液涂覆制成的，高分子量聚合物中添加0~2倍亲液无机纳米粒子
每一层的聚合物均为亲水性聚合物材料；
所述低浓度的低分子量聚合物溶液的浓度为0.1~5.0wt%；
所述低分子量聚合物是指聚合物的分子量为100~100000 g/mol；
所述低浓度的高分子量聚合物溶液的浓度为0.1~5.0wt%；
所述高分子量聚合物是指聚合物的分子量为100000~2000000 g/mol；
所述高浓度的高分子量聚合物溶液的浓度为5.0~80.0wt%；
所述超亲液涂层通过以下方法制备得到：
（1）基材的预处理，（2）第一层的涂覆，（3）第一层的预交联处理，（4）第二层的涂覆，（5）第二层的预交联处理，（6）第三层的涂覆，（7）最终交联处理。
2.根据权利要求1所述耐机械摩擦组装型超亲液涂层，其特征在于，所述聚合物为聚丙烯酸、壳聚糖季铵盐、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、乙基羟乙基纤维素、卡波姆中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述耐机械摩擦组装型超亲液涂层，其特征在于，所述无机纳米粒子为碳酸钙、硅酸钙、二氧化硅、二氧化钛、蒙脱土、氧化锌中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述耐机械摩擦组装型超亲液涂层，其特征在于，液滴接触角小于10°。
5.根据权利要求1所述耐机械摩擦组装型超亲液涂层，其特征在于，制备方法中各个步骤具体工艺如下：
（1）基材的预处理：将基材用乙醇浸泡5~60 min，然后在20~90 ℃温度下干燥5~60min；然后用去离子水浸泡5~60 min，然后在20~90 ℃温度下干燥5~60 min；然后用低温等离子体进行处理2~10 s；
（2）第一层涂覆：将低分子量聚合物和无机纳米粒子采用溶剂溶解得到浓度为0.1~5.0wt%的低分子量聚合物溶液，通过浸涂5~600 s或喷涂2~300 s涂覆在经过步骤（1）预处理的基材上，然后在20~90 ℃温度下干燥5~120 min；
（3）第一层预交联处理：将经过步骤（2）第一层涂覆后的基材在质量浓度为0.1~5%的第一交联剂中预交联处理5~60 min，然后用乙醇浸泡5~60 min，然后在20~90 ℃温度下干燥5~60 min；然后用去离子水浸泡5~60 min，然后在20~90 ℃温度下干燥5~60 min；
（4）第二层涂覆：将高分子量聚合物和无机纳米粒子采用溶剂溶解得到浓度为0.1~5.0wt%的高分子量聚合物溶液，通过浸涂5~600 s或喷涂2~300 s涂覆在经过步骤（3）第一层预交联处理的基材上，然后在20~90 ℃温度下干燥5~120 min；
（5）第二层预交联处理：将经过步骤（4）第二层涂覆后的基材在质量浓度为0.1~5%的第二交联剂中预交联处理5~60 min，然后用乙醇浸泡5~60 min，然后在20~90 ℃温度下干燥5~60 min；然后用去离子水浸泡5~60 min，然后在20~90 ℃温度下干燥5~60 min；
（6）第三层涂覆：将高分子量聚合物和无机纳米粒子采用溶剂溶解得到浓度为5.0-80.0%的高分子量聚合物溶液，通过浸涂5~600 s或喷涂2~300 s涂覆在经过步骤（5）第二层预交联处理的基材上，然后在20~90 ℃温度下干燥5~120 min；
（7）最终交联处理：将经过步骤（6）第三层涂覆后的基材在质量浓度为0.1~5%的第三交联剂中交联处理5~120 min，然后用乙醇浸泡5~60 min，然后在50~90 ℃温度下干燥5~120min；然后用去离子水浸泡5~60 min，然后在50~90 ℃温度下干燥5~120 min即得超亲液涂层。
6.根据权利要求5所述耐机械摩擦组装型超亲液涂层，其特征在于，所述无机纳米粒子先在20～90℃温度下干燥5～60min。
7.根据权利要求5所述耐机械摩擦组装型超亲液涂层，其特征在于，所述基材为有机、无机非金属、金属或其复合基材。
8.根据权利要求5所述耐机械摩擦组装型超亲液涂层，其特征在于，所述基材为多孔基材，所述多孔基材是纺织布、无纺布、玻纤布、滤纸、打印纸、金属滤网中的一种。
9.根据权利要求8所述耐机械摩擦组装型超亲液涂层，其特征在于，所述多孔基材的孔径10μm～1mm。
CN201711341125.0A 2017-12-14 2017-12-14 耐机械破坏的超亲液涂层及其制备方法 Active CN107987296B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711341125.0A CN107987296B (zh) 2017-12-14 2017-12-14 耐机械破坏的超亲液涂层及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711341125.0A CN107987296B (zh) 2017-12-14 2017-12-14 耐机械破坏的超亲液涂层及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107987296A CN107987296A (zh) 2018-05-04
CN107987296B true CN107987296B (zh) 2021-02-02

Family

ID=62038325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711341125.0A Active CN107987296B (zh) 2017-12-14 2017-12-14 耐机械破坏的超亲液涂层及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107987296B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108585372A (zh) * 2018-05-19 2018-09-28 郭学章 一种多功能污水处理装置
CN109280482A (zh) * 2018-07-28 2019-01-29 南京万卓机电有限公司 一种具有超亲水性能的涂层材料及其制备方法
CN110152064B (zh) * 2019-06-04 2020-09-08 四川大学 一种亲水复合网络叠层修饰的心脏瓣膜及其制备方法
US11333214B2 (en) * 2020-04-02 2022-05-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wet friction material with quaternary ammonium salts
CN115074007B (zh) * 2022-05-12 2023-08-18 华南理工大学 一种无机有机复合超亲水涂料及其制备方法与应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999020703A1 (fr) * 1997-10-21 1999-04-29 Kansai Paint Co., Ltd. Composition de revetement et son procede d'application
CN104861192A (zh) * 2015-06-09 2015-08-26 中物院成都科学技术发展中心 一种塑料基片防雾化处理方法及其制备得到的防雾塑料
CN105246986A (zh) * 2013-05-30 2016-01-13 3M创新有限公司 含聚(乙烯醇)和二氧化硅纳米粒子的多层涂层和方法
CN105408223A (zh) * 2012-12-06 2016-03-16 梅尔-梅能纸箱公司 用于制备涂敷的包装材料的方法以及具有至少一个用于疏水性化合物的阻挡层的包装材料

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999020703A1 (fr) * 1997-10-21 1999-04-29 Kansai Paint Co., Ltd. Composition de revetement et son procede d'application
CN105408223A (zh) * 2012-12-06 2016-03-16 梅尔-梅能纸箱公司 用于制备涂敷的包装材料的方法以及具有至少一个用于疏水性化合物的阻挡层的包装材料
CN105246986A (zh) * 2013-05-30 2016-01-13 3M创新有限公司 含聚(乙烯醇)和二氧化硅纳米粒子的多层涂层和方法
CN104861192A (zh) * 2015-06-09 2015-08-26 中物院成都科学技术发展中心 一种塑料基片防雾化处理方法及其制备得到的防雾塑料

Also Published As

Publication number Publication date
CN107987296A (zh) 2018-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107987296B (zh) 耐机械破坏的超亲液涂层及其制备方法
CN108049236B (zh) 一种组装型超疏水涂层及其制备方法
An et al. Amphiphobic surface modification of electrospun nanofibrous membranes for anti-wetting performance in membrane distillation
Foorginezhad et al. Fabrication of stable fluorine-free superhydrophobic fabrics for anti-adhesion and self-cleaning properties
Li et al. Recent developments in the application of membrane separation technology and its challenges in oil-water separation: A review
Min et al. Recent progress in bio-inspired electrospun materials
Raman et al. Electrospun nanofibers as effective superhydrophobic surfaces: a brief review
Li et al. Janus polyvinylidene fluoride membrane with extremely opposite wetting surfaces via one single-step unidirectional segregation strategy
He et al. Gravity-driven and high flux super-hydrophobic/super-oleophilic poly (arylene ether nitrile) nanofibrous composite membranes for efficient water-in-oil emulsions separation in harsh environments
Huang et al. Improved mechanical properties and hydrophilicity of electrospun nanofiber membranes for filtration applications by dopamine modification
Wang et al. High flux filtration medium based on nanofibrous substrate with hydrophilic nanocomposite coating
CN107326653B (zh) 超高通量的纳米纤维防水透气膜及其制备方法
CN101316646B (zh) 编织物增强的复合空心纤维膜
Zhou et al. A superhydrophobic poly (lactic acid) electrospun nanofibrous membrane surface-functionalized with TiO 2 nanoparticles and methyltrichlorosilane for oil/water separation and dye adsorption
Wei et al. Facile, scalable spray-coating of stable emulsion for transparent self-cleaning surface of cellulose-based materials
Zhang et al. Flexible and superhydrophobic composites with dual polymer nanofiber and carbon nanofiber network for high-performance chemical vapor sensing and oil/water separation
Xue et al. Fabrication of superhydrophobic textiles with high water pressure resistance
Wang et al. Fabrication of cellulose nanofiber‐based ultrafiltration membranes by spray coating approach
CN107880302B (zh) 一种图案化聚合物及其制备方法
Wang et al. Design and Synthesis of self-Healable superhydrophobic coatings for oil/water separation
Hou et al. Preparation and characterization of nanocellulose–polyvinyl alcohol multilayer film by layer-by-layer method
Wang et al. Fabrication of large‐scale superhydrophobic composite films with enhanced tensile properties by multinozzle conveyor belt electrospinning
CN109922871A (zh) 烃流体-水分离
CN103122583A (zh) 一种新型两亲性核壳结构的纳米纤维的制备方法
Mahltig Smart hydrophobic and soil-repellent protective composite coatings for textiles and leather

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant