一种纳米功能性薄膜转让专利

申请号 : CN201410037465.4

文献号 : CN103820047B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 魏伟韩阳毛亮魏昌林吴夕虎

申请人 : 江苏兴华胶带股份有限公司

摘要 :

本发明涉及一种纳米功能性薄膜,其特征在于,依次包括涂料层、基材层、粘结层和保护层,所述涂料层的厚度为0.1-2um,基材层的厚度为10-50um,粘结层的厚度为0.5-5um,保护层的厚度为10-50um。使涂膜内部的纳米粒子也可发挥吸附和催化的作用,同时也有利于抗菌物质的有序释放,从而使涂层具有长效吸附降解有害物质和长效抗菌的功效。

权利要求 :

1.一种纳米功能性薄膜,其特征在于,依次包括涂料层、基材层、粘结层和保护层,所述涂料层的厚度为 0.1-2μm,基材层的厚度为10-50μm,粘结层的厚度为

0.5-5μm,保护层的厚度为10-50μm;

所述基材层选自双向拉伸聚丙烯薄膜或者双向拉伸聚酯薄膜;所述粘结层的材料选自丙烯酸结合剂,所述保护层为PET型离型膜;

所述涂料层包括以下组分:

多孔材料,所述多孔材料的含量为1-40%;

纳米粒子,含量为1-40%,所述纳米粒子的选自纳米氧化钛、纳米银,纳米铝或其组合物;

成膜物质,含量为5-80% ,所述成膜物质为丙烯酸树脂;

添加剂,所述添加剂包括1-2% 分散剂、1-2% 消泡剂和1-3% 的增稠剂,所述增稠剂选自,分子量为3-10 万的羟乙基纤维素;

去离子水,所述去离子水的含量为5-15%;

所述多孔材料由以下方法制备:

步骤一,选取纳米金属混合物

所述纳米金属混合物由纳米醋酸锰和纳米氯化铜粉体组成,所述醋酸锰和氯化铜的摩尔比为2 : 1;

步骤二,第一溶液的制备

将步骤一的纳米金属混合物与表面活性剂和乙二醇溶液混合,质量比为:纳米金属混合物:表面活性剂:乙二醇溶液=(5-7) : (3-5) : 300 ,将混合液在60-90℃油浴中以

600-1000r/min的速率搅拌10-30 分钟,自然冷却制得第一溶液;

步骤三:第二溶液的制备

将乙二醇和草酸于常温下混合,制得第二溶液,所述乙二醇和草酸的质量比为100 :

3;

步骤四:复合前驱体的制备

将步骤三所制得的第二溶液以3-10mL/min 的滴速滴入步骤二所制得的第一溶液中,以600-1000r/min 的速率60-100℃恒温搅拌4h;反应结束后,将反应生成物分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3 次,离心收集,于烘箱中80℃干燥6h,即得到复合前驱体;所述第二溶液和第一溶液的质量比为:1 : 3-4;

步骤五:碳包覆Cu/Mn2O复合多孔材料的制备将步骤四所制得复合前驱体置于管式炉中,通以氢气体积含量为1-10% 的X/H2气氛,以5℃/min 的速率升温至200℃,恒温保持2h ,然后以5℃/min 升至450℃,恒温保持2h,即得碳包覆Cu/Mn2O复合多孔材料,所述X 为纯度不小于99.9% 的氮气、氩气、氦气中的一种,氢气的体积含量在1% -10% 。

2.如权利要求 1 所述的一种纳米功能性薄膜,其特征在于所述纳米醋酸锰和纳米氯化铜粉体的粒径为1-50nm,所制得的多孔材料的孔隙率为86%以上,孔洞的大小为1-25nm。

3.如权利要求 1 所述的一种纳米功能性薄膜,其特征在于所述表面活性剂选自聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、氯化三甲基十六烷基铵、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段聚合物中的一种或以任意比的混合物。

4.如权利要求 1 所述的一种纳米功能性薄膜,其特征在于所述纳米粒子的粒径为

1-10nm。

说明书 :

一种纳米功能性薄膜

技术领域

[0001] 本发明属于纳米材料技术,具体涉及一种纳米功能性薄膜。

背景技术

[0002] 随着科技发展和人们生活水平的不断提高,纳米材料已经在涂料中有了广泛的应用。由于纳米粒子具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,因而展现出许多特殊的性质。当把这些材料加入传统的涂料之中,就能产生良好的效果,如长效抗菌性能,紫外屏蔽性能,光催化性能等,并同时增加涂料的一些固有性质,如涂膜柔韧性,涂层硬度,附着力,耐汽油性,抗碱性等性能等等。本发明的多孔材料为碳包覆铜/金属氧化物具有纳米尺寸的三维孔道结构,产物形貌均一、可控,且制备方法简单,成本低廉,环境友好,并将其作为一个组分加入涂料中,使纳米粒子可以容易被多孔物质吸附而不易相互吸附成团。多孔物质的存在,可在涂层内形成有效的微孔通道,使涂膜内部的纳米粒子也可发挥吸附和催化的作用,同时也有利于抗菌物质的有序释放,从而使涂层具有长效吸附降解有害物质和长效抗菌的功效。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种纳米功能性薄膜,其特征在于,依次包括涂料层、基材层、粘结层和保护层,
[0004] 所述涂料层的的厚度为0.1-2um,基材层的厚度为10-50um,粘结层的厚度为0.5-5um,保护层的厚度为10-50um。
[0005] 所述基材层选自双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜或者双向拉伸聚酯(PET)薄膜。所述粘结层的材料选自丙烯酸结合剂,所述保护层为PET型离型膜。
[0006] 所述涂料层包括以下组分:
[0007] (1)多孔材料,所述多孔材料的含量为1-40%。
[0008] (2)纳米粒子,含量为1-40%,所述纳米粒子的选自纳米氧化钛、纳米银,纳米铝或其组合物。
[0009] (3)成膜物质,含量为5-80%,所述成膜物质为丙烯酸树脂。
[0010] (4)添加剂,所述添加剂包括1-2%分散剂、1-2%消泡剂和1-3%的增稠剂,[0011] 所述增稠剂选自,分子量为3-10万的羟乙基纤维素。
[0012] (5)去离子水,所述去离子水的含量为5-15%。
[0013] 所述多孔材料由以下方法制备:
[0014] 步骤一,选取纳米金属混合物
[0015] 所述纳米金属混合物由纳米醋酸锰和纳米氯化铜粉体组成,所述醋酸锰和氯化铜的摩尔比为2∶1。
[0016] 步骤二,第一溶液的制备
[0017] 将步骤一的纳米金属混合物与表面活性剂和乙二醇溶液混合,质量比为:纳米金属混合物∶表面活性剂∶乙二醇溶液=(5-7)∶(3-5)∶300,将混合液在60-90℃油浴中以600-1000r/min的速率搅拌10-30分钟,自然冷却制得第一溶液。
[0018] 步骤三:第二溶液的制备
[0019] 将乙二醇和草酸于常温下混合,制得第二溶液,所述乙二醇和草酸的质量比为100∶3。
[0020] 步骤四:复合前驱体的制备
[0021] 将步骤三所制得的第二溶液以3-10mL/min的滴速滴入步骤二所制得的第一溶液中,以600-1000r/min的速率60-100℃恒温搅拌4h;反应结束后,将反应生成物分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次,离心收集,于烘箱中80℃干燥6h,即得到复合前驱体。所述第二溶液和第一溶液的质量比为:1∶3-4。
[0022] 步骤五:碳包覆Cu/Mn2O复合多孔材料的制备
[0023] 将步骤四所制得复合前驱体至于管式炉中,通以氢气体积含量为1-10%的X/H2气氛,以5℃/min的速率升温至200℃,恒温保持2h,然后以5℃/min升至450℃,恒温保持2h,即得碳包覆Cu/Mn2O复合多孔材料,所述X为纯度不小于99.9%的氮气、氩气、氦气中的一种,氢气的体积含量在1%-10%。
[0024] 2.如权利要求1所述的一种抗菌性薄膜,其特征在于所述纳米醋酸锰和纳米氯化铜粉体的粒径为1-50nm,所制得的的多孔材料的孔隙率为86%以上,孔洞的大小为1-25nm。
[0025] 3.如权利要求1所述的一种抗菌性薄膜,其特征在于所述表面活性剂选自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、氯化三甲基十六烷基铵(CTAC)、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段聚合物(F127)中的一种或以任意比的混合物。
[0026] 4.如权利要求1所述的一种抗菌性薄膜,其特征在于所述纳米粒子的粒径为1-10nm。
[0027] 本发明的多孔材料为碳包覆铜/金属氧化物具有纳米尺寸的三维孔道结构,产物形貌均一、可控,且制备方法简单,成本低廉,环境友好,并将其作为一个组分加入涂料中,使纳米粒子可以容易被多孔物质吸附而不易相互吸附成团。多孔物质的存在,可在涂层内形成有效的微孔通道,使涂膜内部的纳米粒子也可发挥吸附和催化的作用,同时也有利于抗菌物质的有序释放,从而使涂层具有长效吸附降解有害物质和长效抗菌的功效.具体实施方式
[0028] 一种纳米功能性薄膜,其特征在于,依次包括涂料层、基材层、粘结层和保护层,所述涂料层的的厚度为0.1-2um,基材层的厚度为10-50um,粘结层的厚度为0.5-5um,保护层的厚度为10-50um。
[0029] 所述基材层选自双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜或者双向拉伸聚酯(PET)薄膜。所述粘结层的材料选自丙烯酸结合剂,所述保护层为PET型离型膜。
[0030] 该基材层的表面需要进行电晕处理,之后将所制备的涂料层涂布至基材层的上表面,在无氧的环境下烘干并光固化形成干膜。粘结层位于基材层的下表面,保护层位于基材层的另一面,使用时将保护层剥离,粘贴至所需要的表面即可。
[0031] 所述涂料层包括以下组分:
[0032] (1)多孔材料,所述多孔材料的含量为1-40%。
[0033] (2)纳米粒子,含量为1-40%,所述纳米粒子的选自纳米氧化钛、纳米银,纳米铝或其组合物。
[0034] (3)成膜物质,含量为5-80%,所述成膜物质为丙烯酸树脂。
[0035] (4)添加剂,所述添加剂包括1-2%分散剂、1-2%消泡剂和1-3%的增稠剂,所述增稠剂选自,分子量为3-10万的羟乙基纤维素。
[0036] (5)去离子水,所述去离子水的含量为5-15%。
[0037] 所述多孔材料由以下方法制备:
[0038] 步骤一,选取纳米金属混合物
[0039] 所述纳米金属混合物由0.02mol纳米醋酸锰和0.01mol纳米氯化铜粉体组成。
[0040] 步骤二,第一溶液的制备
[0041] 将步骤一的纳米金属混合物与4g表面活性剂和200ml乙二醇溶液混合,将混合液在80℃油浴中以800r/min的速率搅拌15分钟,自然冷却制得第一溶液。
[0042] 步骤三:第二溶液的制备
[0043] 将100ml乙二醇和0.03ml草酸于常温下混合,制得第二溶液。
[0044] 步骤四:复合前驱体的制备
[0045] 将步骤三所制得的第二溶液以3-10mL/min的滴速滴入步骤二所制得的第一溶液中,以800r/min的速率80℃恒温搅拌4h;反应结束后,将反应生成物分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次,离心收集,于烘箱中80℃干燥6h,即得到复合前驱体。
[0046] 步骤五:碳包覆Cu/Mn2O复合多孔材料的制备
[0047] 将步骤四所制得复合前驱体至于管式炉中,通以氢气体积含量为1-10%的X/H2气氛,以5℃/min的速率升温至200℃,恒温保持2h,然后以5℃/min升至450℃,恒温保持2h,即得碳包覆Cu/Mn2O复合多孔材料,所述X为纯度不小于99.9%的氮气、氩气、氦气中的一种,氢气的体积含量在1%-10%。
[0048] 所述纳米醋酸锰和纳米氯化铜粉体的粒径为1-50nm,所制得的的多孔材料的孔隙率为86%以上,孔洞的大小为1-25nm。
[0049] 所述表面活性剂选自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、氯化三甲基十六烷基铵(CTAC)、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段聚合物(F127)中的一种或以任意比的混合物。
[0050] 所述纳米粒子的粒径为1-10nm。
[0051] 选取800目的40g多孔材料,16g纳米氧化钛,4克纳米银粉,80g丙烯酸树脂,3g分散剂和3g消泡剂、4g羟乙基纤维素和30g去离子水至于容器中,采用机械搅拌混合均匀,形成稳定的涂料。所述涂料具有较多微孔通道,有长效吸附、催化降解有机有害气体和杀菌性能。所述涂料常温下水接触角大于120度。
[0052] GB/T1733-93的耐水实验测试结果为360小时无异样;
[0053] GB1727-79的耐醇性(60%乙醇溶液)测试结果为100小时无异样。
[0054] 以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步地详细介绍,但本发明的保护