[发明专利]一种填充改性聚氨酯膜及其制备方法

权利要求书

1.一种填充改性聚氨酯膜，其特征在于：所述填充改性聚氨酯膜为氨基化ZIF-8和二氧化硅的复合粒子填充的聚氨酯膜；所述氨基化ZIF-8和二氧化硅的复合粒子的填充量为0.5-5.0重量％；所述氨基化ZIF-8和二氧化硅的复合粒子中氨基化ZIF-8粒子和二氧化硅的硅源正硅酸四乙酯的质量比例是1：200-1：67；

所述填充改性聚氨酯膜的制备方法的步骤如下：

(1)ZIF-8纳米粒子的制备

将一定量的Zn(NO₃)₂·6H₂O的甲醇溶液快速倒入2-甲基咪唑的甲醇溶液中并搅拌，混合物缓慢变浑浊，静置，离心，从乳状分散体分离纳米晶体，并用新鲜甲醇洗涤，得到ZIF-8纳米粒子；

(2)氨基化ZIF-8粒子的制备

称取一定量步骤(1)制得的ZIF-8纳米粒子，浸渍于氨水溶液，将混合物置于容器中，将上述容器放在恒温容器中，在室温条件下振荡，然后，将容器转移到加热盘中，加热，直至氨水溶液全部挥发，最后，用去离子水洗上述产物，过滤，得到氨基化ZIF-8粒子；

(3)氨基化ZIF-8和二氧化硅的复合粒子的制备

称取一定量步骤(2)制得的氨基化ZIF-8粒子，放入乙醇、水、氨水的混合液中，超声搅拌，加入水浴锅中，搅拌均匀，加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌，分两次加入正硅酸四乙酯，继续搅拌，混合液离心，并用乙醇洗涤，得到内包氨基化ZIF-8的实心SiO₂粒子，产物加入到水中，进行水刻蚀反应后，混合液离心，并用乙醇洗涤，得到内包氨基化ZIF-8的空心SiO₂粒子，产物加入到乙醇溶液中反应，在普通烘箱和真空干燥箱分别干燥，得到氨基化ZIF-8和二氧化硅的复合粒子；

(4)氨基化ZIF-8和二氧化硅的复合粒子填充聚氨酯膜的制备

将聚氨酯颗粒溶于N，N－二甲基乙酰胺中，得到聚氨酯溶液，然后将步骤(3)中得到的氨基化ZIF-8和二氧化硅的复合粒子加入到上述聚氨酯溶液中，经过搅拌、超声分散、真空脱泡，形成铸膜液；铸膜液流延成膜，凝固，烘干，再放入真空干燥箱中，得到氨基化ZIF-8和二氧化硅的复合粒子填充聚氨酯膜。

2.根据权利要求1所述的填充改性聚氨酯膜，其特征在于：所述步骤(1)中所述静置时间为0.5-2小时；所述步骤(2)中所述氨水溶液的浓度为2mol/L-4mol/L；所述步骤(2)中所述加热温度为120-160℃；所述振荡时间为12-48小时；所述步骤(2)中所述过滤，直至滤液中pH值为7。

3.根据权利要求2所述的填充改性聚氨酯膜，其特征在于：所述步骤(1)中所述Zn(NO₃)₂·6H₂O和2-甲基咪唑之间的质量比是1：1-1：4；所述步骤(3)中所述氨基化ZIF-8粒子和正硅酸四乙酯之间的质量比是1：200-1：67。

4.根据权利要求3所述的填充改性聚氨酯膜，其特征在于：所述步骤(3)中所述超声搅拌时间为5-15min；所述水浴锅设置温度为30-40℃；所述搅拌时间为20-40min；所述继续搅拌设置转数400-550r，反应12-48小时；所述加入水的量为300-400m；所述水刻蚀反应的温度为70-90℃，反应时间为6-18小时；所述乙醇溶液的加入量为200-300ml；所述乙醇溶液的反应温度为50-70℃，反应时间为3-10小时；所述干燥温度为60-100℃，干燥时间为2-5小时；

所述步骤(4)中所述流延成膜在聚四氟乙烯板上；所述凝固是通过紫外灯照射凝固；所述烘干温度为60-100℃，时间为2-10小时；所述真空干燥的温度为120-180℃，时间为2-10小时。

5.根据权利要求4所述的填充改性聚氨酯膜，其特征在于：所述步骤(4)中所述氨基化ZIF-8和二氧化硅的复合粒子的填充量为0.5-5.0重量％。

6.根据权利要求5所述的填充改性聚氨酯膜，其特征在于：所述步骤(4)所述氨基化ZIF-8和二氧化硅的复合粒子的填充量为1.0-3.0重量％。