[发明专利]十四烷基酸改性纳米二氧化钛-氧化石墨烯/多元聚合物复合皮革涂饰剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种十四烷基酸改性纳米二氧化钛‑氧化石墨烯/多元聚合物复合皮革涂饰剂及其制备方法，属于纳米复合材料技术领域，以水为溶剂采用乳液聚合的方法，无污染且成本低，克服了传统溶剂型涂饰剂污染重毒性大的缺点，所制备的复合皮革涂饰剂对绵羊皮的涂饰结果表明：涂饰革强度高韧性好，较好地改善了涂饰革的疏水性、热稳定性、耐侯性和保温性能，且氧化石墨烯纳米片的引入还赋予皮革一定的阻燃性能，本发明为研发新的绿色环保型皮革涂饰剂提供了一种新的思路和方法。

技术领域

本发明属于纳米复合材料领域，具体涉及一种十四烷基酸改性纳米TiO₂-氧化石墨烯/多元聚合物复合皮革涂饰剂及其制备方法。

背景技术

涂饰是制革生产中的最后一道“生命线”，能显著提高成革的质量和档次，其中涂饰剂的质量和品种起着关键性的作用。随着高分子科学和环保法规的日益严格，皮革涂饰材料(主要是成膜材料) 已由溶剂型向水溶液型发展。传统的聚合物皮革涂饰材料通常需要使用大量的溶剂，成本高，毒性大，对环境的污染严重。作为革的表面涂饰材料，要求所成的涂膜与皮革结合力强，赋予皮革优良的疏水，耐候和耐化学溶剂等各种独特的性能。本工作以水为溶剂采用乳液聚合的方法制备了一种软硬段交联的多元共聚物粒子，并采用长链烷基酯对其进行改性，同时在壳层接枝十四烷基酸改性的二氧化钛纳米微粒和氧化石墨烯纳米片层，制备的涂饰剂具有较好的疏水性能，而且涂膜的力学性能和耐候性大大增强。

发明内容

本发明利用纳米新技术和纳米新材料改进传统制革技术，目的在于提供一种改性纳米TiO₂-氧化石墨烯/多元聚合物复合皮革涂饰剂及其制备方法，改性TiO₂纳米微粒与二维的氧化石墨烯纳米片发挥协同涂饰效应，显著提高了涂层的疏水性和机械性能，赋予皮革较好的耐候性和热稳定性，涂饰革还具有一定的保温和抗菌特性。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种十四烷基酸改性纳米TiO₂ - 氧化石墨烯/多元聚合物复合皮革涂饰剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（St）和丙烯酸（AA）单体加入到复配型乳化剂中进行预乳化，得预乳化单体I；

（2）甲基丙烯酸十八酯（Octadecyl methacrylate，记为OM）、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯加入到复配型乳化剂中进行预乳化，得预乳化单体II；

（3）将十四烷基酸（1-Tridecanecarboxylic acid，记为TA）改性二氧化钛纳米微粒（记为TA-TiO₂）或者氧化石墨烯纳米片（Graphene oxide，记为GO）或者十四烷基酸改性的纳米TiO₂-氧化石墨烯复合纳米微粒（记为TA-TiO₂-GO）、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和丙烯酸单体加入到复配型乳化剂中进行乳化，得乳化液III；向乳化液III中加入引发剂过硫酸铵，机械搅拌同时升温至70~90℃，反应0.5~2个小时，之后向反应体系中同时滴加预乳化单体I和引发剂，滴完后反应体系升温至70~90℃继续反应0.5~2个小时，再向反应体系中同时滴加预乳化单体II和引发剂，滴完后反应体系升温至80~90 ℃继续反应1~5个小时，得目标产物十四烷基酸改性纳米TiO₂-氧化石墨烯/多元聚合物复合皮革涂饰剂（记为TA-TiO₂-GO/OM-PBSA）。