[发明专利]一种仿生超疏水复合有机颜料的制备方法

说明书

本发明公开一种仿生超疏水复合有机颜料的制备方法，包括海泡石的酸活化、海泡石吸附有机颜料及有机硅烷改性海泡石等步骤。本方法利用正硅酸乙酯在以改性后海泡石为载体的有机复合颜料的表面形成一层粗糙的外表面，控制正硅酸乙酯浓度即可控制粗糙表面厚度；同时硅烷化试剂的加入来修饰复合颜料使其表外面形成烷基基团，减小了其表面能，从而使海泡石复合有机颜料具备有了超疏水性能。本发明合成设备简单，无污染，成本投入少，所得超疏水复合有机颜料除具有其应有的色泽艳丽性能外，还具有超疏水自清洁功能，不溶于酸、碱等液体，有较强的耐有机溶剂、耐热、和抗紫外老化性等性能。

技术领域

本发明涉及材料制备及化学工程领域，具体涉及一种仿生超疏水复合有机颜料的制备方法。

背景技术

当水滴与固体表面的接触角大于150°且滚动角小于10°时，该固体表面被称为超疏水表面。超疏水表面可以应用于材料的自清洁，防污，防尘等方面的应用领域，有很大的实际应用价值。在自然界中存在着许多超疏水表面生物，如荷花叶表面，水鸟的羽毛等。

海泡石具有石中 “白金”的美称，主要是因为其比表面积大，孔隙率大，价格低等特点，并且具有良好的吸附性能，因而海泡石可广泛应用于吸附染料形成颜料产品。

目前，有机颜料由于性能更优越而逐渐取代无机颜料广泛应用于涂料，油墨，塑料等多个领域。部分常见有机颜料是采用有机染料为着色剂，并以黏土矿石如海泡石为载体合成的纳米级有机/无机复合颜料。其工艺简单，绿色无污染，成本低，但是其颜料产品存在性能较差，稳定性不足，应用领域狭窄等诸多问题，从未限制了其应用。

近年来，超疏水表面材料引起了科学家的广泛关注，人工制备超疏水表面的新方法不断涌现。目前的制备方法主要分为两类 ：一是用低表面能材料修饰具有微纳米结构的表面；二是在低表面能材料表面构建微纳米结构。可在有机复合颜料表面构造一层超疏水表面可以极大的优化其性能，增加对恶劣工作环境（ 强酸强碱、有机溶剂、紫外线等）的耐受能力，从而提高材料的应用价值和扩宽应用领域。

中国专利CN105102558A介绍了一种超疏水涂层组合物，超疏水涂层组合物可以包括二氧化硅或钛的有机改性的纳米颗粒作为疏水剂，以及聚氨酯作为粘结剂，所述涂层组合物适用于玻璃、金属和塑料以及汽车漆面等应用，但是一旦材料外表面受到磨损，其表面的超疏水性能便会明显受到影响。

J. Mater. Chem. A, 4（2016）901–907，介绍了通过低表面能材料修饰具有微纳米结构的表面的方法，利用硅烷在凹凸棒石表面形成超疏水层，从而提高了产品的性能及稳定性。

中国专利CN105733385A（泉州三欣新材料的彭新艳等人）通过气凝胶负载硅油的方式，将硅油润滑液封进水性树脂涂料基材内部，达到硅油润滑油在水性涂料基材表面的缓释作用，起到润滑保洁。但其过程复杂，成本昂贵，润滑效果不佳，效果缓慢。

发明内容

鉴于现有工业应用有机颜料存在价格昂贵，耐酸、碱、有机溶剂等稳定性差，利用率低，或合成过程复杂，成本高，或者应用领域比较单一狭窄等的不足，本发明提供一种明显提高稳定性且降低成本的仿生超疏水复合有机颜料的制备方法。

本发明的技术方案为：

一种仿生超疏水复合有机颜料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将有机染料溶于水，然后在搅拌条件下加入活化海泡石，有机染料与活化海泡石的质量比为0.1~0.4：10~20，搅拌吸附4~6小时，过滤干燥得到海泡石/有机染料复合颜料；

（2）将步骤（1）所得复合颜料完全溶解于乙醇-氨的乙醇饱和溶液中，磁力搅拌2~10min，然后在搅拌条件下依次加入正硅酸乙酯（TEOS）和硅烷化试剂，复合颜料与硅烷化试剂的用量比为（4~8：0.10~0.510）g/ml;