[0022] 为了使本发明所述的内容更加便于理解,下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明,但是本发明不仅限于此。
[0023] 实施例1
[0024] 取25g生漆液,加入75mL无水乙醇,充分搅拌后静置分层,倾出上层清液,然后用减压蒸馏方法除去清夜中的乙醇及残余水分,得到纯度在95%以上的漆酚;
[0025] 取6g二甲苯,分别加入9.8g漆酚和4.2g分子量为475的聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯,充分搅拌使两者充分溶解后,用四面制备器将该溶液均匀涂布在洁净的玻璃片上或经砂纸打磨的马口铁片上,于烘箱内120℃加热8h固化成膜,然后在氩气气氛、压强15Pa、功率75W的条件下,对漆膜表面进行等离子体刻蚀1.5min,制备得到厚度为100μm的表面自清洁性生漆复合膜。
[0026] 实施例2
[0027] 取35g生漆液,加入105mL无水乙醇,充分搅拌后静置分层,倾出上层清液,然后用减压蒸馏方法除去清夜中的乙醇及残余水分,得到纯度在95%以上的漆酚;
[0028] 取4g甲苯,分别加入14.4g漆酚和1.6g分子量为600的聚乙二醇二丙烯酸酯,充分搅拌使两者充分溶解后,用四面制备器将该溶液均匀涂布在洁净的玻璃片上或经砂纸打磨的马口铁片上,于烘箱内100℃加热12h固化成膜,然后在氮气气氛、压强30Pa、功率100W的条件下,对漆膜表面进行等离子体刻蚀0.5min,制备得到厚度为50μm的表面自清洁性生漆复合膜。
[0029] 实施例3
[0030] 取25g生漆液,加入75mL无水乙醇,充分搅拌后静置分层,倾出上层清液,然后用减压蒸馏方法除去清夜中的乙醇及残余水分,得到纯度在95%以上的漆酚;
[0031] 取8g二甲苯,分别加入10.2g漆酚和1.8g分子量为480的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯,充分搅拌使两者充分溶解后,用四面制备器将该溶液均匀涂布在洁净的玻璃片上或经砂纸打磨的马口铁片上,于烘箱内140℃加热4h固化成膜,然后在氧气气氛、压强5Pa、功率50W的条件下,对漆膜表面进行等离子体刻蚀3min,制备得到厚度为200μm的表面自清洁性生漆复合膜。
[0032] 对比例1
[0033] 取25g生漆液,加入75mL无水乙醇,充分搅拌后静置分层,倾出上层清液,然后用减压蒸馏方法除去清夜中的乙醇及残余水分,得到纯度在95%以上的漆酚;然后用四面制备器将所得漆酚均匀涂布在洁净的玻璃片上或经砂纸打磨的马口铁片上,于烘箱内120℃加热6h固化成膜,得到天然生漆膜。
[0034] 对比例2
[0035] 取25g生漆液,加入75mL无水乙醇,充分搅拌后静置分层,倾出上层清液,然后用减压蒸馏方法除去清夜中的乙醇及残余水分,得到纯度在95%以上的漆酚;然后用四面制备器将所得漆酚均匀涂布在洁净的玻璃片上,于烘箱内120℃加热6h固化成膜,然后在氩气气氛、压强15Pa、功率75W的条件下,对漆膜表面进行等离子体刻蚀1.5min,得到表面刻蚀的天然生漆膜。
[0036] 对比例3
[0037] 取25g生漆液,加入75mL无水乙醇,充分搅拌后静置分层,倾出上层清液,然后用减压蒸馏方法除去清夜中的乙醇及残余水分,得到纯度在95%以上的漆酚;然后取6g二甲苯,分别加入9.8g漆酚和4.2g分子量为475的聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯,充分搅拌使两者充分溶解后,用四面制备器将该溶液均匀涂布在洁净的玻璃片上,于烘箱内120℃加热8h固化成膜,得到亲水改性的天然生漆膜。
[0038] 图1为实施例1和对比例3制备的漆膜的红外光谱对比图。由图1可见,漆酚与聚乙‑1 ‑1二醇甲醚甲基丙烯酸酯固化成膜后(对比例3),在1590 1620cm 范围内和3388cm 处分别~
‑1 ‑1
出现了聚漆酚的苯环骨架振动吸收峰和O‑H伸缩振动峰,并且在1723cm 和1093cm 处分别出现了聚(聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯)的C=O和C‑O‑C的伸缩振动峰,说明漆酚与聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯加热后可发生共聚反应成膜。而经等离子体刻蚀后,漆膜(实施例1)的红外谱图未发生明显的变化,表明等离子体刻蚀作用不会对漆膜的化学结构产生影响。
[0039] 图2为实施例1和对比例3制备的漆膜表面的SEM对比图。由图2可以看出,漆酚与聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯共聚成膜后(对比例3),其表面较为平整光滑、粗糙度低。而经等离子体刻蚀后,漆膜(实施例1)表面的微观形貌发生了显著的变化,均匀地出现了数个微米尺寸(约1μm)的球形颗粒,并且在其表面附近还聚集着大量纳米尺寸(约100 300nm)的小球~粒,这些微/纳米级颗粒的出现极大的增加了漆膜表面的粗糙度。
[0040] 性能测试
[0041] 相关性能测试方法如下:
[0042] 接触角测试:用德国Krüss公司的DSA‑100接触角测量仪测试漆膜表面的接触角,水接触角测试在空气中进行,油(十六烷)接触角测试在水中进行,水滴和油滴(十六烷)体积均为2μL,测试5次取平均值。
[0043] 黏附功计算:按照下式(a)计算漆膜表面油滴的黏附功Wa:
[0044] (a),
[0045] 式中,γow为油/水界面自由能,其值为53.3mJ/m2(25℃),θ为水中油接触角。
[0046] 黏附力测试:采用BSA124S微量天平系统测试漆膜表面的黏附力。将漆膜置于盛有水的透明玻璃盒底部,玻璃盒平放在天平的秤盘上。测试时将悬浮固定在金属O‑型环上的油滴(十六烷,2μL)向下移动至接触漆膜表面,然后油滴以0.01mm/s的速度缓慢向上移动直至被拉离漆膜表面。油滴被拉离过程中的力变化通过天平配置的软件持续记录下来,其中油滴离开样品表面瞬间的最大力定义为黏附力。测试5次取平均值。
[0047] 自清洁性能评价:以十六烷为模型油污染物,采用简单的水清洗方法评价漆膜表面的易清洁性能。在漆膜表面预污染计量的油滴,然后用水简单的清洗,清洗结束后将漆膜在室温下真空干燥、称重,表面残油量OR按下式(b)计算:
[0048] (b),
[0049] 式中,W0为污染油滴的重量,W1为未污染漆膜的重量,W2为污染漆膜经清洗后的重量。
[0050] 附着力及耐冲击性测试:分别采用GB/T 1720‑79和GB/T 1732‑1993测试漆膜的附着力及耐冲击性。
[0051] 对实施例1 3及对比例1 3所制备的漆膜进行接触角测试、黏附功计算、黏附力测~ ~试和自清洁性能评价,测试时选用涂布在玻璃片上的漆膜,测试结果见表1。
[0052] 表1 漆膜表面的接触角、黏附功、黏附力及清洗效果
[0053]
[0054] 由表1可以看出,天然生漆膜(对比例1)表面的亲水性不强,将其进行等离子体刻蚀后(对比例2)或引入亲水性大分子单体共聚成膜后(对比例3),其表面的亲水性均得到一定改善,水中疏油性均有所提高,油黏附功和黏附力均有所降低,但其表面污染后经水清洗仍有较多的油污残留(16.8 20.4%)。而将漆酚和亲水性大分子单体共聚成膜并对其进行等~离子体刻蚀后得到的生漆复合膜(实施例1 3),其表面的水接触角均降至5°以下,呈良好的~
超亲水性,这致使其水中油接触角可高达168.8 172.3°,油黏附功和黏附力分别可低至0.5
2 ~
1.0mJ/m 和1μN。此时因油与复合膜表面的黏附作用极小,而水与复合膜表面的作用力强,~
固/油界面易于被固/水界面所取代从而促使油污脱离,复合膜表面的残油量仅为0.1%,表现出优异的自清洁性能。
[0055] 显然,生漆复合膜的自清洁性能是归因于其表面呈现的超亲水性,而该超亲水性是在漆膜亲水改性和表面微粗糙结构二者的协同作用下产生的。通过引入亲水性大分子单体与漆酚共聚,可提高天然生漆膜的亲水性(但达不到超亲水性)。进一步地,在亲水改性漆膜表面产生的微/纳米分级粗糙结构(图2),又会极大地增强其表面的亲水性,最终使得生漆复合膜表面具有超亲水性。
[0056] 对实施例1 3及对比例1所制备的漆膜进行附着力及耐冲击性测试,测试时选用涂~布在马口铁片上的漆膜,测试结果见表2。
[0057] 表2 漆膜的附着力及耐冲击性
[0058]
[0059] 由表2可以看出,生漆复合膜(实施例1 3)的附着力可达1级或0级,耐冲击性可达~90 100cm,均显著高于天然生漆膜(对比例1),证明本发明可有效改善天然生漆膜的部分物~
理机械性能。这得益于生漆复合膜结构中引入了聚乙二醇链段,聚乙二醇极性高,与底材的作用力强,可提高漆膜的附着力;并且聚乙二醇的柔韧性好,可克服天然生漆膜中苯环结构的刚性,因此可改善漆膜的耐冲击性。
[0060] 以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。