專利名稱：一種強疏水性聚酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚酯的制備方法，具體講，涉及一種強疏水性聚酯的制備方法以 及制備出的具有類似荷葉的微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)聚酯。
背景技術(shù)：
近年來，在仿生體系的研究中，荷葉效應(yīng)引起了人們的廣泛興趣。荷葉等植物表面 的化學(xué)成分及結(jié)構(gòu)性質(zhì)為人們在不同基底上制備仿生疏水性表面提供了理論基礎(chǔ)。目前制備疏水表面的方法主要有電化學(xué)法、氣相沉積法、溶膠_凝膠法、自組裝 法、等離子體刻蝕法及模板法等。國內(nèi)高校和研究所在這方面的研究工作和取得的成果較 多。清華大學(xué)張希教授等人利用交替沉積和電化學(xué)沉積的方法在導(dǎo)電玻璃上制備出超疏 水性薄膜(參見 Zhang X，Shi F, Yu X，et al. JAm Chem Soc, 2004,126(10) :3064_3065)； 武漢理工大學(xué)采用直流和射頻磁控濺射法制備氮摻雜二氧化鈦薄膜(參見CN 1594646)； 北京工業(yè)大學(xué)王波等人利用化學(xué)氣相沉積和射頻磁控濺射法研制出一種透明疏水的氮 化硼薄膜，(參見CN1760407)；華東理工大學(xué)把生物降解材料經(jīng)共混、擠出成型方法制 成一種疏水的可生物降解材料(參見CN1583851)；北京化工大學(xué)利用自組裝法，以全氟 辛酸柱撐水滑石為主體，制備出具有超分子層狀結(jié)構(gòu)的有機/無機復(fù)合功能材料(參見 CN1981923)；大連理工大學(xué)用二元酸和二元醇，加入氟封端劑聚合成低表面能的含氟聚酯 (參見CN101139434)；中國科學(xué)院化學(xué)研究所的江雷小組對仿生學(xué)的疏水界面進(jìn)行了大 量研究工作，研究小組利用含氟有機硅氧烷化合物制備出一種超雙疏表面處理劑(參見 CN1315483)；該小組采用化學(xué)氣相沉積法處理碳納米管，制備出一種超雙疏性薄膜(參見 CN1379128)；研究小組利用電位電化學(xué)沉積法在導(dǎo)電玻璃上制備了具有粗糙結(jié)構(gòu)的氧化鋅 薄膜(參見 Li M, Zhai J, Liu H, et al. J Phys Chem B，2003，107 (37) :9954_9957)；研究 小組利用激光刻蝕技術(shù)得到了聚二甲基硅氧烷超疏水薄膜(參見Jin M H,Feng X J，Xi J Μ, et al. Macromol Rapid Commun，2005，26 1805-1809)。近年來，國外對疏水界面的研究 及相關(guān)文獻(xiàn)報道也較多，Kenneth K. S. Lau等利用等離子體增強化學(xué)氣相沉積法制備了碳 納米管森林，然后在表面修飾聚四氟乙烯得到超疏水表面(參見Lau K K S,Bico J,Teo K B K, et al. Nano Lett, 2003, 3 (12) 1701-1705) ；McCarthy 利用光刻蝕法制備出一系列具 有不同尺寸和圖案陣列結(jié)構(gòu)的硅表面(參見OnerD，McCarthy T J. Langmuir，2000，16 (20) 7777-7782) ；Shirtcliffe等利用溶膠-凝膠法在玻璃上制備了 Al2O3凝膠薄膜，然后在沸 水中進(jìn)行粗糙化處理，再用氟硅烷修飾，得到疏水性薄膜(參見Shirtcliffe NJ,Mchale G， Newton M I，et al. Langmuir,2003,19(14) :5626_5631)。發(fā)明專利申請200610154837. 6公開了一種具有超疏水性表潔具材料的制備方 法，該方法是對材料表面利用PE結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)溶解能力的差別，采用表面快速蝕刻的 方法，來溶解材料表面的非結(jié)晶區(qū)部分和其他可能存在的小分子，從而增加了材料表面的 粗糙度，在材料表面構(gòu)造出微觀的微凸結(jié)構(gòu)，從而提高了材料的表面疏水性。然而該方法只 是形成了一種一維結(jié)構(gòu)。
雖然國內(nèi)外已經(jīng)研究出很多制備疏水性表面的方法，但現(xiàn)有的大部分方法涉及昂 貴的原料和苛刻的制備條件，或是形成的疏水性表面效果不夠理想，從而限制了疏水材料 的大規(guī)模應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要發(fā)明目的在于提供一種強疏水性聚酯的制備方法。本發(fā)明的第二發(fā)明目的在于提供一種強疏水性聚酯。為了實現(xiàn)本發(fā)明之目的，采用的技術(shù)方案為本發(fā)明提供了一種強疏水性聚酯的制備方法，包括以下步驟(1)在0°C 80°C溫度條件下，將聚酯置于良溶劑中溶解；所述良溶劑選自取代或 未取代的酚類化合物、取代或未取代的苯類化合物、取代或未取代的有機酸類化合物、取代 或未取代的醇類化合物、取代或未取代的酰胺類化合物、取代或未取代的烷烴中的至少一 種能溶解聚酯溶劑，優(yōu)選至少兩種能溶解聚酯溶劑的混合溶劑，(2)溶解1 300秒后，將步驟(1)得到的部分溶解的聚酯樣品取出，置于不良溶 劑中；所述不良溶劑是指取代或未取代的酮類化合物、取代或未取代的醇類化合物或取代 或未取代的烷烴類化合物中的至少一種不能溶解聚酯的溶劑；優(yōu)選取代或未取代的酮類化 合物或取代或未取代的醇類化合物中的一種；(3)溶解_析出法處理后的聚酯樣品經(jīng)烘干得到所述強疏水性聚酯制品。其中，本發(fā)明的第一優(yōu)選技術(shù)方案為所述聚酯選自是二元酸和二元醇合成的聚 酯；所述的二元酸選自脂肪族、脂環(huán)族或芳香族的二官能團羧酸；所述的二元醇選自C3,的 直鏈或支鏈二元醇；其中，所述的二元酸進(jìn)一步選自對苯二甲酸、丁二酸、已二酸、壬二酸、癸二酸、間 苯二甲酸、萘二羧酸、六氫鄰苯二甲酸、六氫間苯二甲酸、六氫對苯二甲酸或鄰苯二甲酸；所述的C3_1Q的直鏈或支鏈二元醇選自1，3-丙二醇、1，4- 丁二醇、1，3- 丁二醇、1， 5_戊二醇、1，6-已二醇或癸二醇。本發(fā)明的第二優(yōu)選技術(shù)方案為所述聚酯選自聚酯為大分子主鏈引入氟硅組分、 磺酸鈉鹽組分、酰胺組分或聚醚組分的改性聚酯。本發(fā)明的第三優(yōu)選技術(shù)方案為所述良溶劑中所述的取代或未取代酚類化合物選 自苯酚、甲酚、乙酚、鄰氯苯酚、對氯苯酚；所述的取代或未取代苯類化合物選自硝基苯；所 述的取代或未取代醇類化合物選自六氟正丙醇、六氟異丙醇、六氟正丁醇；取代或未取代的 有機酸類化合物選自乙酸、丙酸、丁酸；所述的取代或未取代酰胺類化合物選自二甲基甲酰 胺、二甲基乙酰胺；所述的取代或未取代烷烴選自二氯乙烷、四氯乙烷、四氯丙烷。本發(fā)明的第四優(yōu)選技術(shù)方案為所述的不良溶劑中所述的取代或未取代的酮類化 合物選自丙酮、丁酮；取代或未取代的醇類化合物選自乙醇、甲醇；取代或未取代的烷烴類 化合物選自直鏈或支鏈的C5 C16烷烴。本發(fā)明的第五優(yōu)選技術(shù)方案為所述的良溶劑為取代或未取代的酚類化合物中的 一種和取代或未取代的烷烴中的一種所組成的混合溶劑其中，所述的酚類化合物和所述的 烷烴的體積比為0.1 1 10 1，進(jìn)一步優(yōu)選0.1 1 5 1，最優(yōu)選0.5 1 2 1.本發(fā)明的第六優(yōu)選技術(shù)方案為所述的聚酯選自聚酯膜、聚酯纖維、聚酯織物等聚酯類制品。本發(fā)明的第七優(yōu)選技術(shù)方案為所述的聚酯選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯 二甲酸丁二醇酯(PBT)和通式I所示的聚酯
權(quán)利要求
1.一種強疏水性聚酯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)在0°C 80°C溫度條件下，將聚酯置于良溶劑中溶解；所述良溶劑選自取代或未取 代的酚類化合物、取代或未取代的苯類化合物、取代或未取代的有機酸類化合物、取代或未 取代的醇類化合物、取代或未取代的酰胺類化合物、取代或未取代的烷烴中的至少一種能 溶解聚酯溶劑，優(yōu)選至少兩種能溶解聚酯溶劑的混合溶劑；(2)溶解1 300秒后，將步驟(1)得到的部分溶解的聚酯樣品取出，置于不良溶劑中； 所述不良溶劑是指取代或未取代的酮類化合物、取代或未取代的醇類化合物或取代或未取 代的烷烴類化合物中的至少一種不能溶解聚酯的溶劑；優(yōu)選取代或未取代的酮類化合物或 取代或未取代的醇類化合物中的一種；(3)步驟(2)處理后的聚酯樣品經(jīng)烘干得到所述強疏水性聚酯制品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強疏水性聚酯的制備方法，其特征在于，所述聚酯選自是二 元酸和二元醇合成的聚酯；所述的二元酸選自脂肪族、脂環(huán)族或芳香族的二官能團羧酸； 所述的二元醇選自C3,的直鏈或支鏈二元醇；其中，所述的二元酸選自對苯二甲酸、丁二酸、已二酸、壬二酸、癸二酸、間苯二甲酸、萘 二羧酸、六氫鄰苯二甲酸、六氫間苯二甲酸、六氫對苯二甲酸或鄰苯二甲酸；所述的C3_1(1的直鏈或支鏈二元醇選自1，3-丙二醇、1，4- 丁二醇、1，3- 丁二醇、1，5-戊 二醇、1，6-已二醇或癸二醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一權(quán)利要求所述的強疏水性聚酯的制備方法，其特征在于，所 述聚酯選自聚酯為大分子主鏈引入氟硅組分、磺酸鈉鹽組分、酰胺組分或聚醚組分的改性 聚酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強疏水性聚酯的制備方法，其特征在于，所述良溶劑中所述 的取代或未取代酚類化合物選自苯酚、甲酚、乙酚、鄰氯苯酚、對氯苯酚；所述的取代或未取 代苯類化合物選自硝基苯；所述的取代或未取代醇類化合物選自六氟正丙醇、六氟異丙醇、 六氟正丁醇；取代或未取代的有機酸類化合物選自乙酸、丙酸、丁酸；所述的取代或未取代 酰胺類化合物選自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述的取代或未取代烷烴選自二氯乙烷、 四氯乙烷、四氯丙烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強疏水性聚酯的制備方法，其特征在于，所述的不良溶劑中 所述的取代或未取代的酮類化合物選自丙酮、丁酮；取代或未取代的醇類化合物選自甲醇、 乙醇、丙醇；取代或未取代的烷烴類化合物選自直鏈或支鏈的C5 C16烷烴。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4任一權(quán)利要求所述的強疏水性聚酯的制備方法，其特征在于所 述的良溶劑為取代或未取代的酚類化合物和取代或未取代的烷烴的混合溶劑，其中，所述 的酚類化合物和所述的烷烴的體積比為0. 1 1 10 1，進(jìn)一步優(yōu)選0.1 1 5 1， 最優(yōu)選0. 5 1 2 1.
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強疏水性聚酯的制備方法，其特征在于，所述的聚酯選自聚 酯膜、聚酯纖維、聚酯織物等聚酯類制品。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強疏水性聚酯的制備方法，其特征在于，所述的聚酯選自聚 對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯和通式I所示的聚酯
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的強疏水性聚酯的制備方法，其特征在于，所述的Rf為含有 C1 C2tl的直鏈氟烷基，優(yōu)選含有C3 Cltl的直鏈氟烷基氓為C2 C4的烷基，R2為C6 C8 的芳基。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的強疏水性聚酯的制備方法，其特征在于，所述的聚酯的結(jié)構(gòu) 式為通式II所示
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強疏水性聚酯的制備方法，其特征在于，所述溶解于良溶劑 中的時間為5 90秒，優(yōu)選為10 30秒；所述溶解于不良溶劑中的時間為60 300秒， 優(yōu)選60 120秒。
12.權(quán)利要求1所述的強疏水性聚酯的制備方法制備的聚酯，其特征在于，所述強疏水 性聚酯的接觸角為118 155°。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的強疏水性聚酯，其特征在于，所述強疏水性聚酯表面的微 觀結(jié)構(gòu)與荷葉表面的微觀結(jié)構(gòu)相似的微納米階層復(fù)合結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚酯及其制備方法，具體講，涉及一種強疏水性聚酯的制備方法以及制備出的具有類似荷葉的微納米階層復(fù)合結(jié)構(gòu)的強疏水性聚酯。本發(fā)明采用溶解-析出法制備強疏水性聚酯的制備方法，包括以下步驟在0℃～80℃溫度條件下，將聚酯置于良溶劑中溶解；溶解1～300秒后，將部分溶解的聚酯樣品取出，置于不良溶劑中；處理后的聚酯樣品經(jīng)烘干即得所述強疏水性聚酯制品。本發(fā)明強疏水聚酯的制備方法是利用良溶劑與不良溶劑對基底材料的強烈作用，使基底材料表面先溶解后結(jié)晶析出，形成類似荷葉的微納米階層復(fù)合結(jié)構(gòu)，優(yōu)良的疏水性能，接觸角為118～155°。
文檔編號D06M13/127GK102115543SQ20101061158
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者金劍 申請人:中國紡織科學(xué)研究院