[发明专利]一种插层复合物及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种插层复合物及其制备方法和用途。所述插层复合物包括铵盐插入到磷酸锆的片层中形成的插层复合物，所述铵盐为四丁基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四甲基氢氧化铵中的任一种或至少两种的组合，所述插层复合物的表面电荷密度为5～15mC/m²。所述制备方法包括将磷酸锆、铵盐和溶剂混合，得到所述插层复合物。所述插层复合物用于超亲水自清洁涂层。本发明提供的插层复合材料用作超亲水自清洁涂层时，制备、涂膜过程简单、稳定性高，表观接触角达到0°，有效解决目前已有涂层需要光催化以及制备工艺复杂等问题，可广泛应用于汽车、建筑玻璃等领域的防雾防结霜自清洁，以及医用器械等领域。

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种复合物及其制备方法和用途，尤其涉及一种插层复合物及其制备方法和用途。

背景技术

超亲水表面一般指水滴与表面的表观接触角小于5°，在该表面上水滴能完全润湿，迅速铺展开。超亲水材料一般是具有高表面能、高表面张力的表面，根据杨氏方程水分子能自发润湿表面。不同于超疏水材料，在超亲水表面上水滴不会凝集，可应用玻璃表面的防雾防霜。同时，形成的水膜能润湿到污渍和材料表面之间，水滴流过材料表面使能带走污渍达到自清洁。然而，超亲水研究较少，国内鲜有核心技术并投入生产，在玻璃清洁、油水分离、医用器械、太阳能电池、制冷领域这使得研究具有科学意义和经济效益。已有超亲水纳米涂层多为掺有分散剂的SiO₂、TiO₂纳米颗粒，不可避免地具有制备过程复杂，成本高、易失活等问题。

磷酸锆是一种具有纳米层间距的层状化合物，可对磷酸锆进行分子修饰得到特殊结构，改变主体的光电磁等物理性能。作为一种被大量研究和广泛应用的无机化合物，磷酸锆还拥有以下优点：优异的选择性离子交换性能，高的比表面积和孔径深度、高热稳定性、高分散性等等，通过对磷酸锆多孔结构的控制和开发，可实现在特异性吸附剂、贮能材料、贮氢材料、超导、阻燃材料、固相电化学领域的应用。一般可用水热法、氟化氢法、回流法制备不同尺寸的磷酸锆，范围从100纳米到10毫米。

CN103011118A公开了一种利用导向组装技术制备磷酸锆层柱材料的方法。该申请公开的方法以层状磷酸锆为原料，先以十六胺等长链有机胺对层状磷酸锆进行有机改性，后将十二烷基二甲基苄基氯化铵等长链季铵盐插层至有机化的磷酸锆层间，并通过溶剂化方法将硅酸乙酯与长链季铵盐协同引入。利用十二烷基二甲基苄基氯化铵等长链季铵盐形成的胶束作为模板，通过导向组装技术在磷酸锆层间形成有序排列的硅聚物交联结构，最后通过焙烧除去有机胺与季铵盐，得到氧化硅柱撑的磷酸锆层柱材料。

CN103319750A公开了一种羧甲基壳聚糖季铵盐/改性磷酸锆纳米复合材料。该复合材料由50～80wt％羧甲基壳聚糖季铵盐和20～50wt％磷酸锆组成；羧甲基壳聚糖季铵盐以插层的形式分散于磷酸锆片层间；磷酸锆的片层间距为1.07～3.76nm；羧甲基壳聚糖季铵盐的重均分子量为2.2×10⁵～3.1×10⁵g/mol，羧甲基取代度为51～69％，季铵盐取代度为71～88％。该复合材料具有较好的热稳定性及优良的抗菌性能。

CN105129755A公开了一种制备单层金属磷酸盐的方法及其应用。所述方法包括：(1)利用醇胺对层状金属磷酸盐进行插层处理，获得插层材料；(2)然后在离子液体中对所述插层材料进行剥离处理，获得单层金属磷酸盐。

然而上述方法得到的材料均无法满足超亲水自清洁涂层的需要，其制备方法较为复杂。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种插层复合物及其制备方法和用途。本发明提供的插层复合物表面电荷高，可用于超亲水自清洁涂层。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：