一种氟碳改性化腐植酸微颗粒及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种氟碳改性化腐植酸微颗粒及其制备方法和应用，包括以下步骤制备：1)将腐植酸和含氟醇放置于三口烧瓶中，加浓硫酸作催化剂，DMF作溶剂。2)将上述反应后的固液混合物进行离心洗涤，真空干燥，所得黑色固体即为氟碳改性化腐植酸产物。将所得固体产物进行研磨得该氟碳改性化腐植酸微颗粒。本发明专利技术充分利用腐植酸和氟碳基团的优良性能发明专利技术了一种氟碳改性化腐植酸微颗粒。该微颗粒将氟碳基团直接接于腐植酸上，在保持腐植酸抗蚀、耐磨、减磨所有优点的条件下，增加氟碳基团的疏水、耐蚀的优良性能。

A fluorocarbon modified humic acid microparticle and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种氟碳改性化腐植酸微颗粒及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种氟碳改性化腐植酸微颗粒，具体涉及一种氟碳改性化腐植酸微颗粒及其制备方法和应用。
技术介绍
一般来说，涂料通过与金属基体反应，在其表面发生钝化或者形成防护涂膜，进而起保护的作用。腐植酸作为一种片层的刚性材料，其片层刚性结构能够对镀层金属起到钝化作用，进一步提高镀层金属的耐蚀性能。同时聚合物涂层很容易受各种因素影响被破坏，腐植酸优良的机械性能和摩擦学性能可以提高材料的减磨、抗磨性能。氟碳基团中C-F键键长极短，键能较大，在聚合物中引入氟碳基团可以使其表面张力减小，具有较好的疏水性能，同时相对于氢原子来说，氟原子的电子云对C-C键的屏蔽作用更强，这使得含氟聚合物具有更良好的抗蚀性能。因此可以在腐植酸中引入氟碳基团进行改性，在保持腐植酸所有优点的条件下，增加氟碳基团的优良性能，制备成微颗粒，作为丙烯酸树脂涂料的添加剂，提高其耐蚀和抗磨性能，同时提高其疏水性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种氟碳改性化腐植酸微颗粒及其制备方法和应用，该氟碳改性化腐植酸微颗粒混在丙烯酸树脂涂料里，涂于木板表面，可以在木板表面形成类似于荷叶表面微纳米乳突结构的微凸起，使其具有疏水、耐蚀性。微颗粒中引入了氟原子，C-F键使得微颗粒分子间作用力变小，表面张力变小，又提高了其疏水性能。本专利技术所采用的技术方案是：一种氟碳改性化腐植酸微颗粒，具有以下结构式：其中Rf为含氟长链烷基。一种氟碳改性化腐植酸微颗粒的制备方法，包括：1)将腐植酸和含氟醇混合，加浓硫酸作为催化剂，DMF作溶剂，加入沸石；升温至140-150℃下回流4-5h得到固液混合物；2)将固液混合物进行离心洗涤、真空干燥，所得黑色固体即为氟碳改性化腐植酸产物；将所得固体产物进行研磨得氟碳改性化腐植酸微颗粒。所述含氟醇为全氟辛基乙基醇。所述含氟醇的加入质量为腐植酸的1.5～2倍。所述浓硫酸浓度为98％。所述的氟碳改性化腐植酸微颗粒作为涂料疏水添加剂的应用。优选的，包括以下步骤：3)甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸作单体，聚乙烯醇作分散剂，在75-80℃下回流制备丙烯酸树脂；4)以2～40％质量百分比将氟碳改性化腐植酸微颗粒分散到丙烯酸树脂中，进行共混，超声分散后得到涂料，将涂料在木板上涂膜，自然晾干。所述甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的单体比为1：1，丙烯酸占总单体的1/3，固含量为25％。涂料在木板表面形成类似于荷叶表面微纳米乳突结构的微凸起。本专利技术相比于现有技术，具有以下优点：本专利技术提供了一种氟碳改性化腐植酸微颗粒。该微颗粒将氟碳基团直接接于腐植酸上，在保持腐植酸抗蚀、耐磨、减磨所有优点的条件下，增加氟碳基团的疏水、耐蚀的优良性能。该微颗粒混在丙烯酸树脂涂料里，涂于木板表面，可以在木板表面形成类似于荷叶表面微纳米乳突结构的微凸起，从而在微结构上又提高了其疏水性能。可作为一种疏水添加剂应用在涂料中。本专利技术通过腐植酸与含氟醇发生酯化反应合成；将改性物质研磨干燥成细粉，获得一种氟碳改性化腐殖酸微颗粒。这种氟碳改性化腐植酸微颗粒充分利用腐植酸和氟碳基团的优良性能，该微颗粒将氟碳基团直接接于腐植酸上，在保持腐植酸抗蚀、耐磨、减磨所有优点的条件下，增加氟碳基团的疏水、耐蚀的优良性能。该微颗粒混在丙烯酸树脂涂料里，涂于木板表面，可以在木板表面形成类似于荷叶表面微纳米乳突结构的微凸起，从而在微结构上又提高了其疏水性能。该改性物质利用催化剂，通过腐植酸与含氟醇发生酯化反应合成；将改性物质研磨干燥成细粉，获得一种氟碳改性化腐殖酸微颗粒。该微颗粒直接在腐植酸上引入了氟碳基团，该微颗粒混在丙烯酸树脂涂料里，涂于木板表面，可以在木板表面形成类似于荷叶表面微纳米乳突结构的微凸起。附图说明图1为氟碳改性化腐植酸微颗粒的红外谱图；图2为实施例5的接触角性能测试方案和90.1°接触角。具体实施方式本专利技术一种氟碳改性化腐植酸微颗粒，具体的制备过程如下：所述的氟碳改性化腐植酸微颗粒，具有以下结构：其中Rf为含氟长链烷基该微颗粒直接在腐植酸上引入了氟碳基团，该微颗粒混在丙烯酸树脂涂料里，涂于木板表面，可以在木板表面形成类似于荷叶表面微纳米乳突结构的微凸起。该改性物质利用催化剂，通过腐植酸与含氟醇发生酯化反应合成；将改性物质研磨干燥成细粉，获得一种氟碳改性化腐殖酸微颗粒。第一步：氟碳改性化腐植酸微颗粒的反应方程式为：根据上述反应机理，该方法的步骤为：(1)将腐植酸和含氟醇(全氟辛基乙基醇)放置于三口烧瓶中，加质量浓度98％的浓硫酸作催化剂，DMF作溶剂，含氟醇的质量为腐植酸的1.5～2倍，加入沸石。升温至140-150℃下回流4-5h。(2)将上述反应后的固液混合物进行离心洗涤，真空干燥，所得黑色固体即为氟碳改性化腐植酸产物。将所得固体产物进行研磨得该氟碳改性化腐植酸微颗粒。第二步：氟碳改性化腐植酸微颗粒作为涂料疏水添加剂的应用，该方法的步骤为：甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)作单体，聚乙烯醇作分散剂，MMA和BA的单体比为1：1，AA占总单体的1/3，固含量为25％，在75-80℃下回流制备丙烯酸树脂。将制备的氟碳改性化腐植酸微颗粒与丙烯酸树脂进行共混，以2％、5％、10％、20％、40％五种不同质量比分散到丙烯酸树脂中，超声分散10min后，在木板上涂膜，自然晾干，测试。下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明：实施例1将2g腐植酸、3g全氟辛基乙基醇溶解在24gDMF中，加入1g浓硫酸作催化剂。升温至150℃，回流，反应4h。对所得混合液离心，离心后取其沉淀物，重复三次离心操作，将所得沉淀物干燥，粉碎，得氟碳改性化腐植酸微颗粒。将单体10gMMA、10gBA、10gAA称量混合均匀备用，0.6g过硫酸铵溶解于30g水中备用。在带有搅拌棒的三口烧瓶中加入3g聚乙烯醇和60g水在90℃下溶解1h，降温至78℃，将1/3过硫酸铵水溶液加入到三口烧瓶中，利用滴液漏斗缓慢滴加1/3单体，反应20min后，分别用滴液漏斗同时缓慢滴加2/3单体和2/3过硫酸铵水溶液(要求1h内滴完)，温度保持在78℃，滴加完后再反应1.5h，降温至50℃出料得丙烯酸树脂乳液。将氟碳改性化腐植酸微颗粒和丙烯酸树脂乳液按质量比2％、5％、10％、20％、40％配制成不同质量浓度共混液，超声分散10min后，分别在木板上涂膜，自然晾干，测试其接触角。19FNMRδ：-80.85～-80.90(t,3F),-113.39(s,2F),-120.72(s,2F),-121.54～-121.61(d,6F),-123.55(s,2F),-126.49(s,2F)实施例2将2g腐植酸、4g全氟辛基乙基醇溶解在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氟碳改性化腐植酸微颗粒，其特征在于：具有以下结构式：/n

【技术特征摘要】
1.一种氟碳改性化腐植酸微颗粒，其特征在于：具有以下结构式：



其中Rf为含氟长链烷基。


2.一种氟碳改性化腐植酸微颗粒的制备方法，其特征在于，包括：
1)将腐植酸和含氟醇混合，加浓硫酸作为催化剂，DMF作溶剂，加入沸石；升温至140-150℃下回流4-5h得到固液混合物；
2)将固液混合物进行离心洗涤、真空干燥，所得黑色固体即为氟碳改性化腐植酸产物；将所得固体产物进行研磨得氟碳改性化腐植酸微颗粒。


3.根据权利要求2所述的氟碳改性化腐植酸微颗粒的制备方法，其特征在于，所述含氟醇为全氟辛基乙基醇。


4.根据权利要求2所述的氟碳改性化腐植酸微颗粒的制备方法，其特征在于，所述含氟醇的加入质量为腐植酸的1.5～2倍。


5.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，邱冠钧，牛育华，李刚辉，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61