CN106433419A - 一种具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，其原料按重量份包括：醇酸调和漆15‑35份、醇酸防锈漆5‑15份、醇酸稀释剂2‑8份、聚乙烯3‑6份、马来酸酐1‑4份、甲基丙烯酸甲酯1‑4份、改性纳米炭黑8‑16份、氧化锌3‑6份、沸石粉2‑5份、纳米氧化铝2‑5份、纳米二氧化钛3‑6份、金红石型纳米二氧化硅1‑4份、硅烷偶联剂A858 2‑5份、硅烷偶联剂KH‑550 1‑4份、醇酸稀释剂3‑5份、丙酮1‑5份。本发明的复合材料通过添加改性纳米炭黑，有效提高了本发明复合材料的耐蚀性能。

Description

一种具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料
技术领域
本发明涉及复合材料的技术领域，尤其涉及一种具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料。
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耐腐蚀性能均无法满足实际使用时的需求，因此亟需开发一种具有优异耐腐蚀性能的改性纳米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，本发明提出一种具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，通过添加改性纳米炭黑，有效提高了本发明复合材料的耐蚀性能。
本发明提出的一种具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，其原料按重量份包括：醇酸调和漆15-35份、醇酸防锈漆5-15份、醇酸稀释剂2-8份、聚乙烯3-6份、马来酸酐1-4份、甲基丙烯酸甲酯1-4份、改性纳米炭黑8-16份、氧化锌3-6份、沸石粉2-5份、纳米氧化铝2-5份、纳米二氧化钛3-6份、金红石型纳米二氧化硅1-4份、硅烷偶联剂A858 2-5份、硅烷偶联剂KH-550 1-4份、醇酸稀释剂3-5份、丙酮1-5份。
优选地，改性纳米炭黑按如下工艺进行制备：将聚乙烯醇和去离子水混合均匀，升温至85-95℃，保温，然冷却至室温，加入炭黑和双氧水，用氢氧化钠溶液调节pH至11.0-12.0，然后升温至50-70℃，超声分散得到物料a；将物料a升温至80-90℃，加入浓盐酸溶液调节pH至1-3，然后滴加乙醛溶液，静置，抽滤，洗涤，干燥至恒重，得到改性纳米炭黑。
优选地，改性纳米炭黑的制备工艺中，聚乙烯醇、去离子水、炭黑、双氧水和乙醛溶液的重量比为2-4：1-3：3-5：1-4：2-5。
优选地，改性纳米炭黑的制备工艺中，氢氧化钠溶液的质量百分数为4-8％。
优选地，改性纳米炭黑的制备工艺中，浓盐酸溶液的质量百分数为35-40％。
优选地，醇酸调和漆、醇酸防锈漆、醇酸稀释剂、聚乙烯、马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯、改性纳米炭黑和硅烷偶联剂KH-550的重量比为18-32：8-12：3-7：4-5：2-3：2-3：9-15：2-3。
优选地，改性纳米炭黑、氧化锌、沸石粉、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、金红石型纳米二氧化硅、硅烷偶联剂A858和硅烷偶联剂KH-550的重量比为9-15：4-5：3-4：3-4：4-5：2-3：3-4：2-3。
优选地，其原料按重量份包括：醇酸调和漆18-32份、醇酸防锈漆8-12份、醇酸稀释剂3-7份、聚乙烯4-5份、马来酸酐2-3份、甲基丙烯酸甲酯2-3份、改性纳米炭黑10-14份、氧化锌4-5份、沸石粉3-4份、纳米氧化铝3-4份、纳米二氧化钛4-5份、金红石型纳米二氧化硅2-3份、硅烷偶联剂A858 3-4份、硅烷偶联剂KH-550 2-3份、醇酸稀释剂3.5-4.5份、丙酮2-4份。
优选地，其原料按重量份包括：醇酸调和漆25份、醇酸防锈漆10份、醇酸稀释剂5份、聚乙烯4.5份、马来酸酐2.5份、甲基丙烯酸甲酯2.5份、改性纳米炭黑12份、氧化锌4.5份、沸石粉3.5份、纳米氧化铝3.5份、纳米二氧化钛4.5份、金红石型纳米二氧化硅2.5份、硅烷偶联剂A858 3.5份、硅烷偶联剂KH-550 2.5份、醇酸稀释剂4份、丙酮3份。
本发明的一种具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，其原料包括醇酸调和漆、醇酸防锈漆、醇酸稀释剂、聚乙烯、马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯、改性纳米炭黑、氧化锌、沸石粉、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、金红石型纳米二氧化硅、硅烷偶联剂A858、硅烷偶联剂KH-550、醇酸稀释剂和丙酮。其中以醇酸调和漆和醇酸防锈漆为基料，并添加醇酸稀释剂、聚乙烯、马来酸酐和甲基丙烯酸甲酯作为基料的耐腐增强料，有效提高了基料的耐腐性能，进而有效提高了本发明汽车油漆的耐腐性能；添加的氧化锌、沸石粉、纳米氧化铝、纳米二氧化钛和金红石型纳米二氧化硅作为填料在硅烷偶联剂A858和硅烷偶联剂KH-550的作用下，有效促进了填料与基料之间的结合能力，赋予了基料优异的耐腐蚀和耐磨性能，进而有效提高了本发明复合材料的耐腐蚀性能；其中添加的改性纳米炭黑以聚乙烯醇、去离子水、炭黑、双氧水和乙醛溶液为原料，利用双氧水降解聚乙烯醇，生产了大分子自由基被炭黑表面捕获，获得了聚乙烯醇接枝炭黑，并在酸性条件下，与乙醛发生缩醛化反应，获得亲油性的改性炭黑，使得改性后的炭黑具有优异的防腐性能，并通过硅烷偶联剂A858和硅烷偶联剂KH-550的协助作用下，有效提高了本发明复合材料的防腐性能。本发明的复合材料通过添加改性纳米炭黑，有效提高了本发明复合材料的耐蚀性能。
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，醇酸调和漆的重量份可以为15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份、35份；醇酸防锈漆的重量份可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份；醇酸稀释剂的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；聚乙烯的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；马来酸酐的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；甲基丙烯酸甲酯的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；改性纳米炭黑的重量份可以为8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份；氧化锌的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；沸石粉的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；纳米氧化铝的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；纳米二氧化钛的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；金红石型纳米二氧化硅的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；硅烷偶联剂A858的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；硅烷偶联剂KH-550的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；醇酸稀释剂的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份；丙酮的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份。
实施例1
本发明提出的一种具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，其原料按重量份包括：醇酸调和漆25份、醇酸防锈漆10份、醇酸稀释剂5份、聚乙烯4.5份、马来酸酐2.5份、甲基丙烯酸甲酯2.5份、改性纳米炭黑12份、氧化锌4.5份、沸石粉3.5份、纳米氧化铝3.5份、纳米二氧化钛4.5份、金红石型纳米二氧化硅2.5份、硅烷偶联剂A858 3.5份、硅烷偶联剂KH-5502.5份、醇酸稀释剂4份、丙酮3份。
改性纳米炭黑按如下工艺进行制备：按重量份将3份聚乙烯醇和2份去离子水混合均匀，升温至90℃，保温30min，然冷却至室温，加入4份炭黑和2.5份双氧水，用质量百分数为6％的氢氧化钠溶液调节pH至11.5，然后升温至60℃，超声分散8h得到物料a；将物料a升温至85℃，加入质量百分数为37.5％的浓盐酸溶液调节pH至2，然后滴加3.5份乙醛溶液，静置2h，抽滤，洗涤，接着于50℃干燥至恒重，得到改性纳米炭黑。
实施例2
本发明提出的一种具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，其原料按重量份包括：醇酸调和漆15份、醇酸防锈漆15份、醇酸稀释剂2份、聚乙烯6份、马来酸酐1份、甲基丙烯酸甲酯4份、改性纳米炭黑8份、氧化锌6份、沸石粉2份、纳米氧化铝5份、纳米二氧化钛3份、金红石型纳米二氧化硅4份、硅烷偶联剂A858 2份、硅烷偶联剂KH-550 4份、醇酸稀释剂3份、丙酮5份。
改性纳米炭黑按如下工艺进行制备：按重量份将2份聚乙烯醇和3份去离子水混合均匀，升温至85℃，保温40min，然冷却至室温，加入3份炭黑和4份双氧水，用质量百分数为4％的氢氧化钠溶液调节pH至12.0，然后升温至50℃，超声分散9h得到物料a；将物料a升温至80℃，加入质量百分数为40％的浓盐酸溶液调节pH至1，然后滴加5份乙醛溶液，静置1h，抽滤，洗涤，接着于55℃干燥至恒重，得到改性纳米炭黑。
实施例3
本发明提出的一种具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，其原料按重量份包括：醇酸调和漆35份、醇酸防锈漆5份、醇酸稀释剂8份、聚乙烯3份、马来酸酐4份、甲基丙烯酸甲酯1份、改性纳米炭黑16份、氧化锌3份、沸石粉5份、纳米氧化铝2份、纳米二氧化钛6份、金红石型纳米二氧化硅1份、硅烷偶联剂A858 5份、硅烷偶联剂KH-550 1份、醇酸稀释剂5份、丙酮1份。
改性纳米炭黑按如下工艺进行制备：按重量份将4份聚乙烯醇和1份去离子水混合均匀，升温至95℃，保温20min，然冷却至室温，加入5份炭黑和1份双氧水，用质量百分数为8％的氢氧化钠溶液调节pH至11.0，然后升温至70℃，超声分散7h得到物料a；将物料a升温至90℃，加入质量百分数为35％的浓盐酸溶液调节pH至3，然后滴加2份乙醛溶液，静置3h，抽滤，洗涤，接着于45℃干燥至恒重，得到改性纳米炭黑。
实施例4
本发明提出的一种具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，其原料按重量份包括：醇酸调和漆18份、醇酸防锈漆12份、醇酸稀释剂3份、聚乙烯5份、马来酸酐2份、甲基丙烯酸甲酯3份、改性纳米炭黑10份、氧化锌5份、沸石粉3份、纳米氧化铝4份、纳米二氧化钛4份、金红石型纳米二氧化硅3份、硅烷偶联剂A858 3份、硅烷偶联剂KH-550 3份、醇酸稀释剂3.5份、丙酮4份。
改性纳米炭黑按如下工艺进行制备：按重量份将2.5份聚乙烯醇和2.5份去离子水混合均匀，升温至88℃，保温35min，然冷却至室温，加入3.5份炭黑和3份双氧水，用质量百分数为5％的氢氧化钠溶液调节pH至11.8，然后升温至55℃，超声分散8.5h得到物料a；将物料a升温至82℃，加入质量百分数为39％的浓盐酸溶液调节pH至1.5，然后滴加4份乙醛溶液，静置1.5h，抽滤，洗涤，接着于52℃干燥至恒重，得到改性纳米炭黑。
实施例5
本发明提出的一种具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，其原料按重量份包括：醇酸调和漆32份、醇酸防锈漆8份、醇酸稀释剂7份、聚乙烯4份、马来酸酐3份、甲基丙烯酸甲酯2份、改性纳米炭黑14份、氧化锌4份、沸石粉4份、纳米氧化铝3份、纳米二氧化钛5份、金红石型纳米二氧化硅2份、硅烷偶联剂A858 4份、硅烷偶联剂KH-550 2份、醇酸稀释剂4.5份、丙酮2份。
改性纳米炭黑按如下工艺进行制备：按重量份将3.5份聚乙烯醇和1.5份去离子水混合均匀，升温至92℃，保温25min，然冷却至室温，加入4.5份炭黑和2份双氧水，用质量百分数为7％的氢氧化钠溶液调节pH至11.2，然后升温至65℃，超声分散7.5h得到物料a；将物料a升温至88℃，加入质量百分数为36％的浓盐酸溶液调节pH至2.5，然后滴加3份乙醛溶液，静置2.5h，抽滤，洗涤，接着于48℃干燥至恒重，得到改性纳米炭黑。
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)

1.一种具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：醇酸调和漆15-35份、醇酸防锈漆5-15份、醇酸稀释剂2-8份、聚乙烯3-6份、马来酸酐1-4份、甲基丙烯酸甲酯1-4份、改性纳米炭黑8-16份、氧化锌3-6份、沸石粉2-5份、纳米氧化铝2-5份、纳米二氧化钛3-6份、金红石型纳米二氧化硅1-4份、硅烷偶联剂A858 2-5份、硅烷偶联剂KH-550 1-4份、醇酸稀释剂3-5份、丙酮1-5份。
2.根据权利要求1所述的具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，其特征在于，改性纳米炭黑按如下工艺进行制备：将聚乙烯醇和去离子水混合均匀，升温至85-95℃，保温，然冷却至室温，加入炭黑和双氧水，用氢氧化钠溶液调节pH至11.0-12.0，然后升温至50-70℃，超声分散得到物料a；将物料a升温至80-90℃，加入浓盐酸溶液调节pH至1-3，然后滴加乙醛溶液，静置，抽滤，洗涤，干燥至恒重，得到改性纳米炭黑。
3.根据权利要求1或2所述的具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，其特征在于，改性纳米炭黑的制备工艺中，聚乙烯醇、去离子水、炭黑、双氧水和乙醛溶液的重量比为2-4：1-3：3-5：1-4：2-5。
4.根据权利要求1-3任一项所述的具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，其特征在于，改性纳米炭黑的制备工艺中，氢氧化钠溶液的质量百分数为4-8％。
5.根据权利要求1-4任一项所述的具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，其特征在于，改性纳米炭黑的制备工艺中，浓盐酸溶液的质量百分数为35-40％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，其特征在于，醇酸调和漆、醇酸防锈漆、醇酸稀释剂、聚乙烯、马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯、改性纳米炭黑和硅烷偶联剂KH-550的重量比为18-32：8-12：3-7：4-5：2-3：2-3：9-15：2-3。
7.根据权利要求1-6任一项所述的具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，其特征在于，改性纳米炭黑、氧化锌、沸石粉、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、金红石型纳米二氧化硅、硅烷偶联剂A858和硅烷偶联剂KH-550的重量比为9-15：4-5：3-4：3-4：4-5：2-3：3-4：2-3。
8.根据权利要求1-7任一项所述的具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：醇酸调和漆18-32份、醇酸防锈漆8-12份、醇酸稀释剂3-7份、聚乙烯4-5份、马来酸酐2-3份、甲基丙烯酸甲酯2-3份、改性纳米炭黑10-14份、氧化锌4-5份、沸石粉3-4份、纳米氧化铝3-4份、纳米二氧化钛4-5份、金红石型纳米二氧化硅2-3份、硅烷偶联剂A858 3-4份、硅烷偶联剂KH-550 2-3份、醇酸稀释剂3.5-4.5份、丙酮2-4份。
9.根据权利要求1-8任一项所述的具有优异耐腐蚀性能的改性纳米复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：醇酸调和漆25份、醇酸防锈漆10份、醇酸稀释剂5份、聚乙烯4.5份、马来酸酐2.5份、甲基丙烯酸甲酯2.5份、改性纳米炭黑12份、氧化锌4.5份、沸石粉3.5份、纳米氧化铝3.5份、纳米二氧化钛4.5份、金红石型纳米二氧化硅2.5份、硅烷偶联剂A8583.5份、硅烷偶联剂KH-550 2.5份、醇酸稀释剂4份、丙酮3份。
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