具有常温可控浸润性的聚合物胶体光子晶体膜及其制备方法和用途

摘要

本发明涉及具有常温可控浸润性的聚合物胶体光子晶体膜，以及具有常温可控浸润性的聚合物胶体光子晶体膜的制法和用途。室温下在具有硬核-软壳结构的单分散聚合物乳胶粒悬浮液中加入无机碱液调整其pH从6～14变化，然后将其均匀覆盖在平整基材上，在室温下放置，待其中的分散液挥发后，得到由单分散聚合物乳胶粒以面心立方结构堆砌而成的胶体光子晶体膜；调整分散液的pH值，可以调控乳胶粒表面乳化剂的亲水基团与乳胶粒表面的亲水基团的结合方式：以氢键结合、部分氢键结合或各自以游离形式存在，从而实现胶体晶体膜从超疏水，疏水，亲水、超亲水的浸润性的调整。具有常温可控浸润性的聚合物胶体光子晶体膜应用在防水耐紫外涂层。

主权项

1.一种具有常温可控浸润性的聚合物胶体光子晶体膜，其特征是：该膜是具有硬核-软壳结构的单分散聚合物乳胶粒在乳胶悬浮液pH为6～14情况下以面心立方结构堆砌而成，乳胶粒表面的乳化剂的亲水基团与乳胶粒表面的亲水基团以氢键结合、部分氢键结合、或各自以游离状态存在；单分散聚合物乳胶粒的壳层厚20～50nm，乳胶粒粒径范围为100～160nm，多分散指数小于或等于0.005；所述的单分散聚合物乳胶粒是通过下述方法制备得到的：将亲水性依次增加的单体1，单体2，单体3混合分散在含有pH缓冲剂和乳化剂的水溶液中；将所得到的乳液聚合体系在转速为300～800rpm的转速下搅拌混合，并加热到65～85℃，加入引发剂总量1/2的引发剂使反应开始进行，反应2～4.5小时后再加入引发剂总量1/4的引发剂，其余的引发剂在继续反应2～4.5小时后加入，所述的引发剂总用量相当单体总重量的0.2～1wt％；反应结束后得到单分散指数小于或等于0.005，粒径范围为100～160nm的具有硬核-软壳结构的单分散聚合物乳胶粒；所述单体的总用量为乳液聚合体系总重量的11～17wt％；单体1的用量为乳液聚合体系中单体总重量的88～94wt％，单体2为3～6wt％，单体3为3～6wt％；pH缓冲剂在乳液聚合体系中的浓度为0.02～0.99wt％，乳化剂在乳液聚合体系中的浓度为0.0068～0.067wt％；所述的单体1选自苯乙烯、甲基苯乙烯或它们的混合物；所述的单体2选自丙烯酸酯、醋酸乙烯酯或它们的混合物；所述的单体3选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯腈或它们的任意混合物。