CN110670408A - 一种疏水浆料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料技术领域,具体公开了一种疏水浆料及其制备方法与应用。所述疏水浆料包括:疏水纤维素和作为成膜剂的疏水高分子;所述疏水纤维素为表面包覆含氟聚合物的纤维素;所述含氟聚合物为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物或乙烯三氟氯乙烯中的一种或多种;所述疏水高分子为聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、聚己内酯、聚乳酸中的一种或多种。该疏水浆料组分简单、制备简便、无需化学改性,赋予了亲水材料优异的疏水性能。本发明还提供一种上述疏水浆料的制备方法,该方法简便、利于工业化生产。本发明另提供一种疏水纸,其包含上述疏水浆料,其制备简便,具备良好的疏水性能及力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域。具体地说,涉及一种疏水浆料及其制备方法与应用。
背景技术
疏水性是材料的一种重要的表面性质,通过不同的方式为固体材料提供疏水性能,可使其具备新的附加功能,获得更广泛的应用,替代现有技术中具备明显缺陷的产品。
例如,塑料产品具有很好是疏水抗水性能,被广泛应用于生产生活的各个领域,但其难降解,带来了日益严重的白色污染,限制其使用势在必行。纸质制品制备工艺成熟、可降解,在生活中已被大量使用以替代塑料产品,但纸基材料(纸箱、纸主要成分购物袋、礼品包装盒等)遇水容易破裂,使用环境及使用寿命受到很大限制,所以目前常规通过赋予纸基材料疏水性能,来拓展其应用领域。而现有技术中疏水纸的制备大多使用化学方法,通过有机硅、有机氟等试剂进行纸张表面改性,或在纸张表面接枝疏水高分子以对纸张进行疏水改性,上述方式步骤繁琐,所需要的化学药品繁多,条件苛刻,工业化极其困难。此外,常规还以涂覆/淋膜含氟含硅疏水涂料的方式赋予纸制品疏水性能,但上述涂料制备过程主要使用含氟含硅试剂对环氧树脂、丙烯酸树脂等树脂进行改性,再加入各种助剂和填料,工艺复杂,所使用的大量助剂大多对环境有害,并且使用的树脂也不可生物降解,会加重环境污染。
因此,需要提供一种新的赋予固体材料疏水性能的方式以解决现有技术中的问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的部分或全部问题,本发明的第一目的是提供一种组分简单、材料易得、制备简便、无需化学改性的(用于亲水界面的)疏水浆料及其制备方法。
本发明的第二目的是提供一种上述疏水浆料及其制备方法在制备疏水纸中的应用。
本发明的第三目的是提供一种包含上述疏水浆料及上述方法制备的疏水浆料的疏水纸。
为了实现本发明的第一目的,本发明的技术方案如下:
一种疏水浆料,包括:疏水纤维素和作为成膜剂的疏水高分子;所述疏水纤维素为表面包覆含氟聚合物的纤维素;
所述含氟聚合物为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物或乙烯三氟氯乙烯中的一种或多种;
所述疏水高分子为聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、聚己内酯、聚乳酸中的一种或多种。
传统的疏水表面通过将低表面能物质,如硅烷、氟硅烷等接枝到材料的表面而使其获得疏水性能。这种方式替换了材料表面-OH等强极性基团,通过疏水基团所在的分子和表面或基体材料间的化学反应形成低表面能表面。此方式步骤繁琐(为了降低改性分子的消耗量,改性前通常还要对表面和基体材料进行充分的处理以降低水分的含量),所需要的化学药品繁多,条件苛刻,工业化及其困难。而采用常规涂覆疏水涂料的方式为物质表面赋予疏水性能,也存在许多问题,例如:涂料本身制备过程中需对树脂进行改性,并使用大量的含氟含硅试剂及各种助剂和填料,组分众多、工艺复杂、不利于大规模产业生产。
而本发明采用的疏水纤维素本身由于表面包覆了含氟聚合物,从而具备了优异的疏水性能,但也正是由于其表面大面积包覆着该疏水物质,同时还暴露着少量羟基基团,因此使得其无法采用常规的成膜剂来实现在亲水表面的应用。经大量试验发现,以本发明的疏水高分子(聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、聚己内酯、聚乳酸)作为成膜剂,可实现本发明特定疏水纤维素在基材表面的充分分散及成膜,获得的疏水浆料性质均一,疏水纤维素会在高分子的作用下形成致密的疏水层,有效阻隔水分子进入基材内部,大大降低基材的吸水性能,同时,基材表面具有疏水纤维素带来的凸凹不平的涂层表面,会增加水接触角,进而提高其疏水性能。即疏水纤维素可为待处理表面提供粗糙度和低能表面,使基材具备理想的疏水性能。且本发明的疏水浆料仅包含两个组分,组分简单易得、无需化学改性过程,可为各种基材提供理想的疏水性能,利于大规模推广应用。
本发明中,聚四氟乙烯的分子量为500~600万;聚偏氟乙烯的分子量为40~50万;氟化乙烯丙烯共聚物的分子量为70~100万;乙烯三氟氯乙烯的分子量为50~70万;聚乙烯醇缩丁醛的分子量为4~7万;乙基纤维素的分子量为1~3万;聚己内酯的分子量为1~5万;聚乳酸的分子量为5~6万。
优选地,所述含氟聚合物为聚四氟乙烯,以为施用表面提供更好的疏水性能。
优选地,所述疏水纤维素为表面均匀包覆聚四氟乙烯的纤维素。
本发明中,优选地,所述疏水高分子为可降解疏水高分子乙基纤维素、聚己内酯、聚乳酸。其提供了更好的粘接性能,且可生物降解,与本发明同样可生物降解的疏水纤维素配合,不会造成环境污染、符合环保要求。
本发明中,所述疏水高分子为所述聚乳酸和所述乙基纤维素的混合物,聚乳酸与本发明纤维素之间具有优异的相容性,可与本发明纤维紧密结合,而将其与乙基纤维素复配,相比于单用聚乳酸成膜性更好;所述聚乳酸和所述乙基纤维素的质量比为1:(1~5),优选当所述聚乳酸和所述乙基纤维素的质量比为1:(2.5~3.5)时,相比于单一组分的疏水高分子,可具备防水性能、拉伸强度更好的综合优势;更优选地,所述聚乳酸和所述乙基纤维素的质量比为1:3。
本发明中,所述疏水纤维素通过将纤维素材料和所述含氟聚合物混合后进行研磨制得,所述研磨的速度为240-580rpm;研磨的时间为1-36h;所述纤维素材料为天然纤维素或再生纤维素。所述纤维素材料和所述含氟聚合物的质量比为1:(15~25),以保证含氟聚合物能完全包覆纤维素材料。
作为一个优选方式,所述研磨的速度为540rpm;研磨的时间为8-12h。
所述天然纤维素选自天然草本植物或天然木本植物;所述再生纤维素选自粘胶纤维、铜氨纤维、天丝或碱尿素溶液纤维中的一种或几种。
本发明疏水纤维素的制备原料-纤维素在自然界中广泛存在、产量大、可再生、可生物降解,且使用一锅法物理混合方式制备避免了化学改性带来的污染,其是为基材表面提供疏水性的理想材料。
本发明中,所述疏水纤维素的颗粒大小可通过研磨参数的变化而调控,所述颗粒横纵尺寸可调控范围为5-200μm,所述颗粒厚度可调控范围为0.4-10μm,其水接触角为70°-120°,可根据具体需求为疏水浆料提供预期的疏水性能。
本发明经研磨后获得了微纳米级疏水纤维素,利于为施用表面提供致密的疏水层。
具体地,优选的制备方式为:
将干燥的纤维素材料和含氟聚合物在球磨机或研磨仪中进行研磨,所述研磨速度为240-580rpm,研磨时间为1-36h;经研磨后,纤维素材料表面均匀包覆含氟聚合物,将多余的含氟聚合物分离除去,得到疏水纤维素。
所述球磨机选自行星式球磨机或振动式球磨机。所述研磨仪为臼式研磨仪。
纤维素材料在与含氟聚合物研磨前可先经过粉碎、干燥处理,粉碎后的纤维素材料为长2-5mm,宽1-2mm的段状材料,以利于与含氟聚合物的复合。
作为一个优选实施方式,当所述疏水纤维素以如下方法制备得到时:将纤维素材料和含氟聚合物混合后进行研磨,所述研磨的速度为540rpm,研磨的时间为12h,所述疏水高分子为聚乳酸和乙基纤维素质量比为1:3的混合物,从而可以赋予施用对象(纸张)更好的疏水效果和优异的拉伸强度。
本发明中,所述疏水纤维素和所述疏水高分子的质量比为1:(0.3~1.7),优选为1:(0.6~1.6)时,可以在保证混合均匀的同时赋予纸张优异的综合性能。
作为一个优选的实施方式,本发明中,所述成膜剂为质量比为1:(2.5~3.5)的聚乳酸与乙基纤维素的混合物,所述疏水纤维素和所述疏水高分子的质量比为1:(0.6~1.6)。
作为一个优选实施方式,所述成膜剂为质量比为1:3的聚乳酸与乙基纤维素的混合物,所述疏水纤维素和所述疏水高分子的质量比为1:1.6。此方式可为基材表面提供接触角超过130°的高疏水效果。
此外经研究发现加入少量纳米颗粒(气相纳米二氧化硅、疏水纳米纤维素等),可以制得超疏水涂层。
本发明还提供一种制备上述疏水浆料的方法,其包括:
(1)将所述疏水高分子与有机溶剂混合制得疏水高分子溶液;
(2)将所述疏水高分子溶液与所述疏水纤维素混合制得所述疏水浆料。
本发明疏水浆料制备的各步骤均可在室温下,仅通过搅拌即可实现各组分的充分混合分散,制备简便,可大规模工业化推广。
优选地,所述有机溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮、乙醇中的一种或多种(可根据本领域的技术常识对应选择能够溶解所采用的疏水高分子的有机溶剂),优选为乙酸乙酯、二氯甲烷,以更有利于本发明各种高分子的溶解以及分散,进而使得本发明的疏水纤维素的分散性好、成膜性佳,使得制备得到的疏水浆料具备更均一的性质,为待处理表面提供更理想的疏水性和增韧效果。
本发明的方法中,所述疏水高分子与所述有机溶剂的质量比为1:(19~99)。随着疏水高分子的浓度增大,疏水浆料的整体粘度增大,稳定时间增长,优选为1:(19~50),以更利于制备、施用。
为了实现本发明的第二目的,本发明还提供一种上述的疏水浆料或上述的方法在制备疏水纸中的应用。
为了实现本发明的第三目的,本发明另提供一种疏水纸,所述疏水纸包含上述的疏水浆料。
本发明的疏水纸同时具备高疏水性能及优异的拉伸性能。
优选地,当选用的疏水高分子为可降解疏水高分子时,该疏水浆料涂覆的纸张在自然界可完全降解,不会给环境带来负面影响。
本发明中,可将所述疏水浆料涂布、喷涂到纸制品上,也可将纸制品浸润到所述疏水浆料中,或以其他方式将纸制品与疏水浆料结合以制备所述疏水纸。其制备工艺均简单易行,可满足不同的工业生产要求。
本发明的有益效果至少在于:
在面临基材表面疏水改性问题时,本发明摒弃了在待处理表面接枝疏水高分子的复杂过程,也不再采用包含不可降解的树脂及大量助剂的涂料,而是提供了一种更为简便环保的可为基材提供疏水性能的疏水浆料,其组分简单易得,制备过程无需化学改性,在采用乙基纤维素、聚己内酯、聚乳酸为成膜剂时,还可进一步完全生物降解,不会给环境带来负担。
本发明疏水浆料的制备无需采用大量不利于环保的助剂,过程简便,室温搅拌即可完成,成本低,利于大规模推广应用。
本发明的疏水纸制备简便、具备优异的耐水性,且吸水率低、强度因疏水浆料而进一步增加(本发明的疏水浆料可以进入纸基内部,从而有效地增强纸基材料的强度),可用于替代塑料制品,缓解白色污染的产生。
附图说明
图1为本发明实施例1的纸张及空白对照纸张的表面扫描电镜图;其中,图1a、图1b为未涂布本发明的疏水浆料的空白对照纸张表面扫描电镜图;图1c、图1d为本发明实施例1制备得到的纸张表面扫描电镜图;
图2为本发明实施例1-8制备的疏水纸的疏水性能测试结果;其中,纵坐标为接触角(Contact angle),横坐标为疏水高分子浓度;图2a为实施例1-4的测试结果,图2b为实施例5-8的测试结果;
图3为空白对照与本发明实施例1-8制备的疏水纸的纸张拉伸性能测试结果;其中,纵坐标为拉伸强度(Tensile strength),横坐标为疏水高分子浓度;图3a为空白对照与实施例1-4的测试结果,图3b为空白对照与实施例5-8的测试结果;
图4为本发明实施例9-17制备的疏水纸的疏水性能测试结果;其中,纵坐标为接触角,横坐标代表复配疏水高分子在疏水高分子溶液中的质量百分比浓度(Content/%);
图5为空白对照与本发明对比例1-4制备的疏水纸的疏水性能测试结果;其中,纵坐标为接触角,Blank代表空白对照;
图6为空白对照与本发明实施例9-17制备的疏水纸的纸张拉伸性能测试结果;其中,纵坐标为拉伸强度,横坐标代表复配疏水高分子在疏水高分子溶液中的质量百分比浓度;
图7为空白对照与本发明对比例1-4制备的疏水纸的纸张拉伸性能测试结果;其中,纵坐标为拉伸强度,Blank代表空白对照。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的,并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下,可以对本发明进行各种修改和替换。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例1
本实施例提供了一种疏水浆料,具体采用如下步骤制备得到:
(1)制备疏水纤维素:将漂白牛皮木浆粉碎为长2-5mm,宽1-2mm的段状材料,105℃真空干燥2h。取干燥后纤维素(段状牛皮木浆)50g,与750g聚四氟乙烯(PTFE,分子量520万)在QM-3SP4行星式球磨机中机械复合8h,研磨球为直径20mm(60g)、10mm(220g)、6mm(260g)质量为540g的氧化锆球,研磨速度540r/min。用不锈钢筛将复合后的纤维素粉末与多余PTFE分离,得到疏水的纤维素51g。
(2)将5g成膜剂聚乙烯醇缩丁醛(PVB,分子量5.4万)粉末加入到95g乙酸乙酯中,室温下搅拌混合得疏水高分子溶液(PVB的浓度为5%);
(3)将步骤(1)制备得到的疏水纤维素3g加入到97g步骤(2)制备得到的疏水高分子溶液中,室温下搅拌混合得疏水浆料。
本实施例进一步提供一种疏水纸,其制备方式为:将上述疏水浆料涂布于纸张上,70摄氏度下烘干干燥1h后制得。
实施例2-4
实施例2-4分别提供一种疏水浆料及疏水纸,它们与实施例1的制备方法相同,区别仅在于:
实施例2的步骤(2)中聚乙烯醇缩丁醛的用量为1g、乙酸乙酯的用量为99g(即疏水高分子溶液中PVB的浓度为1%);
实施例3的步骤(2)中聚乙烯醇缩丁醛的用量为2g、乙酸乙酯的用量为98g(即疏水高分子溶液中PVB的浓度为2%);
实施例4的步骤(2)中聚乙烯醇缩丁醛的用量为3g、乙酸乙酯的用量为97g(即疏水高分子溶液中PVB的浓度为3%)。
实施例5-8
实施例5-8分别提供一种疏水浆料及疏水纸,它们与实施例1的制备方法相同,区别仅在于疏水高分子(成膜剂)选用乙基纤维素(EC,分子量2.6万):
实施例5的步骤(2)中EC的用量为1g、乙酸乙酯的用量为99g(即疏水高分子溶液中EC的浓度为1%);
实施例6的步骤(2)中EC的用量为2g、乙酸乙酯的用量为98g(即疏水高分子溶液中EC的浓度为2%);
实施例7的步骤(2)中EC的用量为3g、乙酸乙酯的用量为97g(即疏水高分子溶液中EC的浓度为3%);
实施例8的步骤(2)中EC的用量为5g、乙酸乙酯的用量为95g(即疏水高分子溶液中EC的浓度为5%)。
实施例9
本实施例提供了一种疏水浆料,具体采用如下步骤制备得到:
(1)制备疏水纤维素:将漂白牛皮木浆粉碎为长2-5mm,宽1-2mm的段状材料,105℃真空干燥2h。取干燥后纤维素50g,与750g PTFE(分子量520万)在QM-3SP4行星式球磨机中机械复合12h,研磨球为直径20mm(60g)、10mm(220g)、6mm(260g)质量为540g的氧化锆球,研磨速度540r/min。用不锈钢筛将复合后的纤维素粉末与多余PTFE分离,得到疏水的纤维素51.2g。
(2)将3g复配疏水高分子(聚乳酸(分子量5.2万)与乙基纤维素(分子量2.6万)质量比为1:3)粉末加入到97g二氯甲烷中,室温下搅拌混合得疏水高分子溶液(复配疏水高分子的浓度为3%);
(3)取3g步骤(1)制备得到的疏水纤维素加入到97g步骤(2)制备得到的疏水高分子溶液中,室温下搅拌混合得疏水浆料。
本实施例进一步提供一种疏水纸,其制备方式为:将上述疏水浆料涂布于纸张上,50摄氏度干燥2小时后制得。
实施例10-11
实施例10-11分别提供一种疏水浆料及疏水纸,其与实施例9的制备方法相同,区别仅在于:
实施例10的步骤(2)中复配疏水高分子的用量为1g、二氯甲烷的用量为99g(即疏水高分子溶液中复配疏水高分子的浓度为1%);
实施例11的步骤(2)中复配疏水高分子的用量为5g、二氯甲烷的用量为95g(即疏水高分子溶液中复配疏水高分子的浓度为5%)。
实施例12-17
实施例12-17分别提供一种疏水浆料及疏水纸,其与实施例9的制备方法相同,区别仅在于:
实施例12的步骤(2)中复配疏水高分子中聚乳酸和乙基纤维素的质量比为1:1,复配疏水高分子的用量为1g、二氯甲烷的用量为99g(即疏水高分子溶液中复配疏水高分子的浓度为1%);
实施例13的步骤(2)中复配疏水高分子中聚乳酸和乙基纤维素的质量比为1:1,复配疏水高分子的用量为3g、二氯甲烷的用量为97g(即疏水高分子溶液中复配疏水高分子的浓度为3%);
实施例14的步骤(2)中复配疏水高分子中聚乳酸和乙基纤维素的质量比为1:1,复配疏水高分子的用量为5g、二氯甲烷的用量为95g(即疏水高分子溶液中复配疏水高分子的浓度为5%);
实施例15的步骤(2)中复配疏水高分子中聚乳酸和乙基纤维素的质量比为1:5,复配疏水高分子的用量为1g、二氯甲烷的用量为99g(即疏水高分子溶液中复配疏水高分子的浓度为1%);
实施例16的步骤(2)中复配疏水高分子中聚乳酸和乙基纤维素的质量比为1:5,复配疏水高分子的用量为3g、二氯甲烷的用量为97g(即疏水高分子溶液中复配疏水高分子的浓度为3%);
实施例17的步骤(2)中复配疏水高分子中聚乳酸和乙基纤维素的质量比为1:5,复配疏水高分子的用量为5g、二氯甲烷的用量为95g(即疏水高分子溶液中复配疏水高分子的浓度为5%)。
实施例18
本实施例提供一种疏水浆料及疏水纸,其与实施例1制备方法相同,区别仅在于:
在步骤(1)中使用聚偏氟乙烯(分子量:43万)代替聚四氟乙烯与纤维素机械复合(共球磨)16h。
对比例1-疏水纤维素与疏水高分子的质量比为1:0.2
本对比例提供一种疏水浆料及疏水纸,其与实施例1的制备方法相同,区别仅在于:步骤(3)中,取22.5g步骤(1)制备得到的疏水纤维素加入到90g步骤(2)制备得到的疏水高分子溶液中。
对比例2-疏水纤维素与疏水高分子的质量比为1:1.8
本对比例提供一种疏水浆料及疏水纸,其与实施例1的制备方法相同,区别仅在于:步骤(3)中,取2.5g步骤(1)制备得到的疏水纤维素加入到90g步骤(2)制备得到的疏水高分子溶液中。
对比例3
本对比例提供一种疏水浆料及疏水纸,其与实施例1的制备方法相同,区别仅在于成膜剂选用的是聚乙二醇(分子量6000)。在步骤(3)的搅拌混合时,无法获得性质均一的疏水浆料。
对比例4
本对比例提供一种疏水浆料及疏水纸,其与实施例9的制备方法相同,区别仅在于聚乳酸与乙基纤维素质量比为1:6。
实验例1
本实验例对实施例1制备得到的纸张(涂布有所述疏水浆料的疏水纸)与未涂布本发明的疏水浆料的空白对照纸张进行电镜扫描及吸水率测试。
实施例1的纸张及空白对照纸张的表面扫描电镜图见图1,其中,图1a、图1b为未涂布本发明的疏水浆料的空白对照纸张表面扫描电镜图;图1c、图1d为本发明实施例1制备得到的纸张表面扫描电镜图。从图1中可以明显看出,未涂布所述疏水浆料的纸张表面粗糙多孔,而涂布所述疏水浆料后的纸张表面无空洞,疏水纤维素紧密结合在纸张表面。
吸水率测试方法为:将样品裁成长宽各为4cm的正方形,并进行称重记为m0,将其浸入水中1小时,将样品用镊子取出,用滤纸拭去样品表面的水滴,再进行称重记为m1,待测样品平行测试3次,取平均值。
吸水率=(m1-m0)/m0。
吸水率测试结果为:
空白对照纸张:m0为0.3065g;m1为0.7846g;
实施例1制备得到的纸张:
第一次平行测试m0为0.3864g;m1为0.4521g;
第二次平行测试m0为0.3859g;m1为0.4438g;
第三次平行测试m0为0.3876g;m1为0.4612g。
未涂布所述疏水浆料的纸张(空白对照纸张)1h的吸水率为156%,而涂布所述疏水浆料后的疏水纸(实施例1制备得到的纸张)1h的平均吸水率为17%。
实验例2
本实验例对实施例1-8制备的疏水纸的疏水性能进行了测试(接触角测试),测试方法为:将涂覆疏水浆料并完全干燥后的纸张裁成长2cm,宽0.5cm的纸条,采用仪器Data-Physics OCA-20Apparatus对样品进行接触角测试。以水作为溶剂,水的滴加量为2μL。稳定10s后开始测试。
测试结果见图2,其中,图2a为实施例1-4的测试结果,图2b为实施例5-8的测试结果。从图2中可以看出,本发明实施例1-8的疏水纸接触角均大于95°,疏水效果良好。
实验例3
本实验例对未涂布本发明的疏水浆料的纸张(作为空白对照,以疏水高分子浓度为0代表)及实施例1-8制备的疏水纸的纸张拉伸性能进行了测试,测试方法为:将纸张裁成长60mm,宽5mm的样条,拉伸性能由Instron 5966万能力学测试机测试,室温条件下测试,标距为30mm,拉伸速度为5mm/min。每个样品平行测试5个样条。
测试的平均结果见图3,其中,图3a为空白对照与实施例1-4的测试结果,图3b为空白对照与实施例5-8的测试结果。从图3中可以看出随着本发明疏水高分子浓度增大,纸张拉伸性能增强,其中当疏水高分子浓度为5wt%时,纸张拉伸强度提高最大。
实验例4
采用与实验例2相同的方式对实施例9-18制备的疏水纸的疏水性能进行测试,实施例9-17的测试结果见图4,其中横坐标代表复配疏水高分子在疏水高分子溶液中的质量百分比浓度(wt%)。实施例18所得疏水纸的接触角为93.5°。由图4中可知,本发明实施例9-17的疏水纸接触角均大于95°,疏水效果良好。此外,尤以实施例9和11的疏水效果极佳,接触角均超过了130°。
实验例5
采用与实验例2相同的方式对未涂布本发明的疏水浆料的纸张(作为空白对照,以Blank代表)及对比例1-4制备的疏水纸的疏水性能进行测试,测试结果见图5。其中,横坐标1-4分别对应代表对比例1-4的测试结果。由图5中可知,对比例1、2、4的疏水性能较本发明实施例差,且对比例3由于成膜剂溶液在与本发明疏水纤维素混合时,团聚严重,从而不能实现将本发明的疏水纤维素很好地复合到亲水纸张表面的效果,无法给纸张带来疏水性能。
实验例6
采用与实验例3相同的方式对未涂布本发明的疏水浆料的纸张(作为空白对照,以疏水高分子浓度为0代表)、实施例9-17制备的疏水纸的纸张拉伸性能进行测试,测试结果见图6,其中横坐标代表复配疏水高分子在疏水高分子溶液中的质量百分比浓度(wt%)。由图6中可知,随着本发明复配疏水高分子浓度增大,纸张拉伸性能有所增强,尤其是实施例9-11,纸张拉伸性能增强明显。
实验例7
采用与实验例3相同的方式对未涂布本发明的疏水浆料的纸张(作为空白对照,以Blank代表)及对比例1-4制备的疏水纸的纸张拉伸性能进行测试,测试结果见图7,其中,横坐标1-4分别对应代表对比例1-4的测试结果。由图7中可知,各对比例的纸张拉伸性能增强幅度小。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种疏水浆料,其特征在于,包括:疏水纤维素和作为成膜剂的疏水高分子;所述疏水纤维素为表面包覆含氟聚合物的纤维素;
所述含氟聚合物为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物或乙烯三氟氯乙烯中的一种或多种;
所述疏水高分子为聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、聚己内酯、聚乳酸中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的疏水浆料,其特征在于,所述含氟聚合物为聚四氟乙烯。
3.根据权利要求1或2所述的疏水浆料,其特征在于,所述疏水高分子为所述聚乳酸和所述乙基纤维素的混合物,所述聚乳酸和所述乙基纤维素的质量比为1:(1~5),优选为1:(2.5~3.5)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的疏水浆料,其特征在于,所述疏水纤维素通过将纤维素材料和所述含氟聚合物混合后进行研磨制得,所述纤维素材料和所述含氟聚合物的质量比为1:(15~25);所述研磨的速度为240-580rpm;研磨的时间为1-36h;所述纤维素材料为天然纤维素或再生纤维素。
5.根据权利要求1-4任一项所述的疏水浆料,其特征在于,所述疏水纤维素和所述疏水高分子的质量比为1:(0.3~1.7),优选为1:(0.6~1.6)。
6.一种制备权利要求1-5任一项所述的疏水浆料的方法,其特征在于,包括:
(1)将所述疏水高分子与有机溶剂混合制得疏水高分子溶液;
(2)将所述疏水高分子溶液与所述疏水纤维素混合制得所述疏水浆料。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述有机溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮、乙醇中的一种或多种。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述疏水高分子与所述有机溶剂的质量比为1:(19~99),优选为1:(19~50)。
9.权利要求1-5任一项所述的疏水浆料或权利要求6-8任一项所述的方法在制备疏水纸中的应用。
10.一种疏水纸,其特征在于,所述疏水纸包含权利要求1-5任一项所述的疏水浆料。
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