CN106380904A - 一种高强度高附着性的复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度高附着性的复合材料,其原料按重量份包括:聚氨酯改性环氧底漆20‑40份、聚酯树脂5‑15份、聚四氟乙烯2‑8份、丙烯酸甲酯3‑6份、醋酸正丁酯1‑4份、氧化锌2‑5份、碳化硅2‑6份、硅藻土3‑9份、抗氧化剂1‑5份、纳米改性聚合物8‑16份、硅烷偶联体系3‑6份、粘结剂1‑4份、催干剂2‑5份、固化剂3‑6份、稳定剂1‑5份、溶剂5‑15份。本发明的复合材料强度高,附着力强,耐磨性好。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料领域,尤其涉及一种高强度高附着性的复合材料。
背景技术
随着现代科学技术的发展,汽车已经是家家户户必备的物品,由于汽车车身价格昂贵,使用者对汽车油漆的性能也愈来愈高,但是现在用的汽车油漆的强度、附着性和耐磨性均无法满足实际使用时的需求,因此亟需开发一种高强度高附着性的复合材料来解决现有技术中的问题。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题,本发明提出一种高强度高附着性的复合材料,强度高,附着力强,耐磨性好。
本发明提出的一种高强度高附着性的复合材料,其原料按重量份包括:聚氨酯改性环氧底漆20-40份、聚酯树脂5-15份、聚四氟乙烯2-8份、丙烯酸甲酯3-6份、醋酸正丁酯1-4份、氧化锌2-5份、碳化硅2-6份、硅藻土3-9份、抗氧化剂1-5份、纳米改性聚合物8-16份、硅烷偶联体系3-6份、粘结剂1-4份、催干剂2-5份、固化剂3-6份、稳定剂1-5份、溶剂5-15份。
纳米改性聚合物的制备方法,包括如下步骤:
S1、将纳米钛粉和硅烷偶联剂KH-560混合均匀,滴加盐酸调节pH至4.5-5.5,于35-45℃水浴中超声分散,然后搅拌,再升温至65-75℃,在升温过程持续搅拌,接着抽滤后取固体,用无水乙醇洗涤,然后真空干燥,冷却至室温得到物料a;
S2、将物料a、去离子水和十二烷基苯磺酸钠混合均匀,调节pH至3.5-4.5,然后超声分散,接着加入丙烯酰胺和N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀,搅拌,得到物料b;
S3、向物料b中加入盐酸调节pH至6.0-8.0,然后放入水浴坩埚中升温至45-55℃,边搅拌边加入过硫酸铵,保温,然后抽滤取固体用乙醇洗涤,接着于烘箱中真空干燥,冷却至室温得到纳米改性聚合物。
优选地,纳米改性聚合物的制备过程中,S1中,纳米钛粉和硅烷偶联剂KH-560的重量比为2-5:3-9。
优选地,纳米改性聚合物的制备过程中,S2中,物料a、去离子水、十二烷基苯磺酸钠、丙烯酰胺和N,N-亚甲基双丙烯酰胺的重量比为3-5:4-8:1-4:2-6:3-9。
优选地,纳米改性聚合物的制备过程中,S3中,物料b和过硫酸铵的重量比为2-8:3-6。
优选地,硅烷偶联体系按如下工艺进行制备:将氨基硅烷和环氧硅烷加入到去离子水中混合均匀,常温搅拌,然后加入氟锆酸、硝酸铜和硅溶胶混合均匀,搅拌,得到硅烷偶联体系。
优选地,硅烷偶联体系的制备工艺中,氨基硅烷、环氧硅烷、氟锆酸、硝酸铜、硅溶胶和去离子水的重量比为2-5:3-6:4-8:1-3:2-6:5-15。
优选地,其原料按重量份包括:聚氨酯改性环氧底漆25-35份、聚酯树脂8-12份、聚四氟乙烯3-7份、丙烯酸甲酯4-5份、醋酸正丁酯2-3份、氧化锌3-4份、碳化硅3-5份、硅藻土4-8份、抗氧化剂2-4份、纳米改性聚合物10-14份、硅烷偶联体系4-5份、粘结剂2-3份、催干剂3-4份、固化剂4-5份、稳定剂2-4份、溶剂8-12份。
优选地,其原料按重量份包括:聚氨酯改性环氧底漆30份、聚酯树脂10份、聚四氟乙烯5份、丙烯酸甲酯4.5份、醋酸正丁酯2.5份、氧化锌3.5份、碳化硅4份、硅藻土6份、抗氧化剂3份、纳米改性聚合物12份、硅烷偶联体系4.5份、粘结剂2.5份、催干剂3.5份、固化剂4.5份、稳定剂3份、溶剂10份。
本发明的一种高强度高附着性的复合材料,其原料按包括聚氨酯改性环氧底漆、聚酯树脂、聚四氟乙烯、丙烯酸甲酯、醋酸正丁酯、氧化锌、碳化硅、硅藻土、抗氧化剂、纳米改性聚合物、硅烷偶联体系、粘结剂、催干剂、固化剂、稳定剂和溶剂。其中以聚氨酯改性环氧树脂为主料,并辅助添加聚酯树脂、聚四氟乙烯、丙烯酸甲酯和醋酸正丁酯作为辅料,有效提高了主料的强度、附着性和耐磨性能,并合理控制与主料聚氨酯改性环氧树脂底漆的配比,进一步提高了本发明复合材料的强度、附着性和耐磨性;添加的氧化锌、碳化硅和硅藻土作为填料,在硅烷偶联体系的作用下,有效促进了填料与主料聚氨酯改性环氧底漆的相容性,提高了本发明复合材料的硬度和耐磨性能,其中硅烷偶联体系由氨基硅烷、环氧硅烷、氟锆酸、硝酸铜、硅溶胶和去离子水制备得到,通过氨基硅烷、环氧硅烷、氟锆酸、硝酸铜和硅溶胶的协同作用,有效提高了漆膜的强度和耐磨性能,同时也提提高了填料和主料的结合能力,提高了本发明汽车油漆的综合性能;添加的纳米改性聚合物以纳米钛粉为原料,经过硅烷偶联剂KH-560进行偶联处理,并经过十二烷基苯磺酸钠作为分散剂,以丙烯酰胺和N,N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂,以过硫酸铵为氧化剂,引发单体原位聚合,制备出了纳米改性聚合物,并通过与主料聚氨酯改性环氧底漆的配合,有效提高了本发明复合材料的附着性、耐热性和防腐性。添加抗氧化剂、粘结剂、催干剂、固化剂、稳定剂和溶剂等助剂,有效提高本发明复合材料的综合性能,使得本发明的复合材料强度高,附着力强,耐磨性好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明,应当了解,实施例只用于说明本发明,而不是用于对本发明进行限定,任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
具体实施方式中,聚氨酯改性环氧底漆的重量份可以为20份、25份、30份、35份、40份;聚酯树脂的重量份可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份;聚四氟乙烯的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份;丙烯酸甲酯的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份;醋酸正丁酯的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份;氧化锌的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份;碳化硅的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份;硅藻土的重量份可以为3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份;抗氧化剂的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份;纳米改性聚合物的重量份可以为8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份;硅烷偶联体系的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份;粘结剂的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份;催干剂的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份;固化剂的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份;稳定剂的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份;溶剂的重量份可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份。
实施例1
本发明提出的一种高强度高附着性的复合材料,其原料按重量份包括:聚氨酯改性环氧底漆30份、聚酯树脂10份、聚四氟乙烯5份、丙烯酸甲酯4.5份、醋酸正丁酯2.5份、氧化锌3.5份、碳化硅4份、硅藻土6份、抗氧化剂3份、纳米改性聚合物12份、硅烷偶联体系4.5份、粘结剂2.5份、催干剂3.5份、固化剂4.5份、稳定剂3份、溶剂10份。
实施例2
本发明提出的一种高强度高附着性的复合材料,其原料按重量份包括:聚氨酯改性环氧底漆20份、聚酯树脂15份、聚四氟乙烯2份、丙烯酸甲酯6份、醋酸正丁酯1份、氧化锌5份、碳化硅2份、硅藻土9份、抗氧化剂1份、纳米改性聚合物16份、硅烷偶联体系3份、粘结剂4份、催干剂2份、固化剂6份、稳定剂1份、溶剂15份。
纳米改性聚合物的制备方法,包括如下步骤:
S1、按重量份将2份纳米钛粉和9份硅烷偶联剂KH-560混合均匀,滴加盐酸调节pH至4.5,然后于45℃水浴中超声分散5min,然后搅拌40min,再升温至65℃,在升温过程持续搅拌,接着抽滤后取固体,用无水乙醇洗涤3次,然后于55℃真空干燥7h,冷却至室温得到物料a;
S2、按重量份将3份物料a、8份去离子水和1份十二烷基苯磺酸钠混合均匀,调节pH至4.5,然后超声分散35min,接着加入6份丙烯酰胺和3份N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀,搅拌40min,得到物料b;
S3、按重量份向2份物料b中加入盐酸调节pH至8.0,然后放入水浴坩埚中升温至45℃,边搅拌边加入6份过硫酸铵,保温15min,然后抽滤取固体用乙醇洗涤4次,接着于40℃烘箱中真空干燥26h,冷却至室温得到纳米改性聚合物。
硅烷偶联体系按如下工艺进行制备:按重量份将2份氨基硅烷和6份环氧硅烷加入到5份去离子水中混合均匀,常温搅拌6h,然后加入4份氟锆酸、3份硝酸铜和2份硅溶胶混合均匀,搅拌40min,得到硅烷偶联体系。
实施例3
本发明提出的一种高强度高附着性的复合材料,其原料按重量份包括:聚氨酯改性环氧底漆40份、聚酯树脂5份、聚四氟乙烯8份、丙烯酸甲酯3份、醋酸正丁酯4份、氧化锌2份、碳化硅6份、硅藻土3份、抗氧化剂5份、纳米改性聚合物8份、硅烷偶联体系6份、粘结剂1份、催干剂5份、固化剂3份、稳定剂5份、溶剂5份。
纳米改性聚合物的制备方法,包括如下步骤:
S1、按重量份将5份纳米钛粉和3份硅烷偶联剂KH-560混合均匀,滴加盐酸调节pH至5.5,然后于35℃水浴中超声分散15min,然后搅拌20min,再升温至75℃,在升温过程持续搅拌,接着抽滤后取固体,用无水乙醇洗涤1次,然后于65℃真空干燥5h,冷却至室温得到物料a;
S2、按重量份将5份物料a、4份去离子水和4份十二烷基苯磺酸钠混合均匀,调节pH至3.5,然后超声分散45min,接着加入2份丙烯酰胺和9份N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀,搅拌20min,得到物料b;
S3、按重量份向8份物料b中加入盐酸调节pH至6.0,然后放入水浴坩埚中升温至55℃,边搅拌边加入3份过硫酸铵,保温25min,然后抽滤取固体用乙醇洗涤2次,接着于50℃烘箱中真空干燥20h,冷却至室温得到纳米改性聚合物。
硅烷偶联体系按如下工艺进行制备:按重量份将5份氨基硅烷和3份环氧硅烷加入到15份去离子水中混合均匀,常温搅拌4h,然后加入8份氟锆酸、1份硝酸铜和6份硅溶胶混合均匀,搅拌20min,得到硅烷偶联体系。
实施例4
本发明提出的一种高强度高附着性的复合材料,其原料按重量份包括:聚氨酯改性环氧底漆25份、聚酯树脂12份、聚四氟乙烯3份、丙烯酸甲酯5份、醋酸正丁酯2份、氧化锌4份、碳化硅3份、硅藻土8份、抗氧化剂2份、纳米改性聚合物14份、硅烷偶联体系4份、粘结剂3份、催干剂3份、固化剂5份、稳定剂2份、溶剂12份。
纳米改性聚合物的制备方法,包括如下步骤:
S1、按重量份将3份纳米钛粉和8份硅烷偶联剂KH-560混合均匀,滴加盐酸调节pH至4.8,然后于42℃水浴中超声分散8min,然后搅拌35min,再升温至68℃,在升温过程持续搅拌,接着抽滤后取固体,用无水乙醇洗涤3次,然后于58℃真空干燥6.5h,冷却至室温得到物料a;
S2、按重量份将3.5份物料a、7份去离子水和2份十二烷基苯磺酸钠混合均匀,调节pH至4.2,然后超声分散38min,接着加入5份丙烯酰胺和4份N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀,搅拌35min,得到物料b;
S3、按重量份向3份物料b中加入盐酸调节pH至7.5,然后放入水浴坩埚中升温至48℃,边搅拌边加入5份过硫酸铵,保温18min,然后抽滤取固体用乙醇洗涤4次,接着于42℃烘箱中真空干燥25h,冷却至室温得到纳米改性聚合物。
硅烷偶联体系按如下工艺进行制备:按重量份将3份氨基硅烷和5份环氧硅烷加入到8份去离子水中混合均匀,常温搅拌5.5h,然后加入5份氟锆酸、2.5份硝酸铜和3份硅溶胶混合均匀,搅拌35min,得到硅烷偶联体系。
实施例5
本发明提出的一种高强度高附着性的复合材料,其原料按重量份包括:聚氨酯改性环氧底漆35份、聚酯树脂8份、聚四氟乙烯7份、丙烯酸甲酯4份、醋酸正丁酯3份、氧化锌3份、碳化硅5份、硅藻土4份、抗氧化剂4份、纳米改性聚合物10份、硅烷偶联体系5份、粘结剂2份、催干剂4份、固化剂4份、稳定剂4份、溶剂8份。
纳米改性聚合物的制备方法,包括如下步骤:
S1、按重量份将4份纳米钛粉和4份硅烷偶联剂KH-560混合均匀,滴加盐酸调节pH至5.2,然后于38℃水浴中超声分散12min,然后搅拌25min,再升温至72℃,在升温过程持续搅拌,接着抽滤后取固体,用无水乙醇洗涤1次,然后于62℃真空干燥5.5h,冷却至室温得到物料a;
S2、按重量份将4.5份物料a、5份去离子水和3份十二烷基苯磺酸钠混合均匀,调节pH至3.8,然后超声分散42min,接着加入3份丙烯酰胺和8份N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀,搅拌25min,得到物料b;
S3、按重量份向7份物料b中加入盐酸调节pH至6.5,然后放入水浴坩埚中升温至52℃,边搅拌边加入4份过硫酸铵,保温22min,然后抽滤取固体用乙醇洗涤2次,接着于48℃烘箱中真空干燥21h,冷却至室温得到纳米改性聚合物。
硅烷偶联体系按如下工艺进行制备:按重量份将4份氨基硅烷和4份环氧硅烷加入到12份去离子水中混合均匀,常温搅拌4.5h,然后加入7份氟锆酸、1.5份硝酸铜和5份硅溶胶混合均匀,搅拌25min,得到硅烷偶联体系。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高强度高附着性的复合材料,其特征在于,其原料按重量份包括:聚氨酯改性环氧底漆20-40份、聚酯树脂5-15份、聚四氟乙烯2-8份、丙烯酸甲酯3-6份、醋酸正丁酯1-4份、氧化锌2-5份、碳化硅2-6份、硅藻土3-9份、抗氧化剂1-5份、纳米改性聚合物8-16份、硅烷偶联体系3-6份、粘结剂1-4份、催干剂2-5份、固化剂3-6份、稳定剂1-5份、溶剂5-15份。
2.根据权利要求1所述的高强度高附着性的复合材料,其特征在于,纳米改性聚合物的制备方法,包括如下步骤:
S1、将纳米钛粉和硅烷偶联剂KH-560混合均匀,滴加盐酸调节pH至4.5-5.5,于35-45℃水浴中超声分散,然后搅拌,再升温至65-75℃,在升温过程持续搅拌,接着抽滤后取固体,用无水乙醇洗涤,然后真空干燥,冷却至室温得到物料a;
S2、将物料a、去离子水和十二烷基苯磺酸钠混合均匀,调节pH至3.5-4.5,然后超声分散,接着加入丙烯酰胺和N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀,搅拌,得到物料b;
S3、向物料b中加入盐酸调节pH至6.0-8.0,然后放入水浴坩埚中升温至45-55℃,边搅拌边加入过硫酸铵,保温,然后抽滤取固体用乙醇洗涤,接着于烘箱中真空干燥,冷却至室温得到纳米改性聚合物。
3.根据权利要求1或2所述的高强度高附着性的复合材料,其特征在于,纳米改性聚合物的制备过程中,S1中,纳米钛粉和硅烷偶联剂KH-560的重量比为2-5:3-9。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高强度高附着性的复合材料,其特征在于,纳米改性聚合物的制备过程中,S2中,物料a、去离子水、十二烷基苯磺酸钠、丙烯酰胺和N,N-亚甲基双丙烯酰胺的重量比为3-5:4-8:1-4:2-6:3-9。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高强度高附着性的复合材料,其特征在于,纳米改性聚合物的制备过程中,S3中,物料b和过硫酸铵的重量比为2-8:3-6。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高强度高附着性的复合材料,其特征在于,硅烷偶联体系按如下工艺进行制备:将氨基硅烷和环氧硅烷加入到去离子水中混合均匀,常温搅拌,然后加入氟锆酸、硝酸铜和硅溶胶混合均匀,搅拌,得到硅烷偶联体系。
7.根据权利要求1-6任一项所述的高强度高附着性的复合材料,其特征在于,硅烷偶联体系的制备工艺中,氨基硅烷、环氧硅烷、氟锆酸、硝酸铜、硅溶胶和去离子水的重量比为2-5:3-6:4-8:1-3:2-6:5-15。
8.根据权利要求1-7任一项所述的高强度高附着性的复合材料,其特征在于,其原料按重量份包括:聚氨酯改性环氧底漆25-35份、聚酯树脂8-12份、聚四氟乙烯3-7份、丙烯酸甲酯4-5份、醋酸正丁酯2-3份、氧化锌3-4份、碳化硅3-5份、硅藻土4-8份、抗氧化剂2-4份、纳米改性聚合物10-14份、硅烷偶联体系4-5份、粘结剂2-3份、催干剂3-4份、固化剂4-5份、稳定剂2-4份、溶剂8-12份。
9.根据权利要求1-8任一项所述的高强度高附着性的复合材料,其特征在于,其原料按重量份包括:聚氨酯改性环氧底漆30份、聚酯树脂10份、聚四氟乙烯5份、丙烯酸甲酯4.5份、醋酸正丁酯2.5份、氧化锌3.5份、碳化硅4份、硅藻土6份、抗氧化剂3份、纳米改性聚合物12份、硅烷偶联体系4.5份、粘结剂2.5份、催干剂3.5份、固化剂4.5份、稳定剂3份、溶剂10份。
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Cited By (1)
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CN106848630A (zh) * | 2017-03-08 | 2017-06-13 | 宁波高新区远创科技有限公司 | 一种输电线路杆塔接地网用复合接地材料的制备方法 |
Citations (2)
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---|---|---|---|---|
CN103980797A (zh) * | 2014-05-07 | 2014-08-13 | 西北矿冶研究院 | 一种聚氨酯改性环氧树脂防腐纳米涂料 |
CN104845507A (zh) * | 2015-05-11 | 2015-08-19 | 黄梅 | 耐高温耐磨汽车油漆 |
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2016
- 2016-08-27 CN CN201610752539.1A patent/CN106380904A/zh active Pending
Patent Citations (2)
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