CN112391094A - 一种铝基板材表面耐磨涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝基板材表面耐磨涂层及其制备方法，包括以下重量份数的组成，40～60份的聚四氟乙烯基、10～20份的多种结构的丙烯酸酯类单体、6～10份的石墨烯、2～4份的纳米钛合金、1～2份的纳米二氧化硅、1～2份的纳米三氧化二镍、2～4份的硅烷偶联剂、1～3份的整合剂、1～2份的引发剂和去50～60份的离子水；以聚四氟乙烯基和多种结构的丙烯酸酯类单体为主原料，并添加石墨烯、纳米钛合金、纳米二氧化硅、纳米三氧化二镍、整合剂、硅烷偶联剂和引发剂进而制得耐磨涂层，能够有效降低耐磨涂层的摩擦系数，增加涂层的耐磨程度，通过高压电场对石墨烯进行处理，使制得的耐磨涂层稳定性好，同时耐磨涂层的制备工艺较为简单，耐磨涂层的制备十分方便。

Description

一种铝基板材表面耐磨涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝基板材耐磨涂层技术领域，具体为一种铝基板材表面耐磨涂层及其制备方法。
背景技术
银白色轻金属。有延展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉和铝箔在空气中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，难溶于水。相对密度2.70。熔点660℃。沸点2327℃。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。应用极为广泛。
铝基板材是是一种常见的板材，在如航空、建筑和汽车等许多方面都需要使用到铝基板材，但是铝基板材自身的耐磨性较为一般，在一些特定的场合，铝基板材使用一段时间后，会发生一定的磨损，导致铝基板材的使用寿命降低，严重时可能会对设备的整体造成一定的影响，虽然可以在铝基板材上涂抹耐磨涂层，但整体效果都较为一般。
基于此，本发明设计了一种铝基板材表面耐磨涂层及其制备方法，以解决上述提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝基板材表面耐磨涂层及其制备方法，以聚四氟乙烯基和多种结构的丙烯酸酯类单体为主原料，并添加石墨烯、纳米钛合金、纳米二氧化硅、纳米三氧化二镍、整合剂、硅烷偶联剂和引发剂进而制得耐磨涂层，能够有效降低耐磨涂层的摩擦系数，增加涂层的耐磨程度，通过高压电场对石墨烯进行处理，使制得的耐磨涂层稳定性好，同时耐磨涂层的制备工艺较为简单，耐磨涂层的制备十分方便，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铝基板材表面耐磨涂层，包括以下重量份数的组成，40～60份的聚四氟乙烯基、10～20份的多种结构的丙烯酸酯类单体、6～10份的石墨烯、2～4份的纳米钛合金、1～2份的纳米二氧化硅、1～2份的纳米三氧化二镍、2～4份的硅烷偶联剂、1～3份的整合剂、1～2份的引发剂和去50～60份的离子水。
优选的，包括以下重量份数的组成，40份的聚四氟乙烯基、10份的多种结构的丙烯酸酯类单体、6份的石墨烯、2份的纳米钛合金、1份的纳米二氧化硅、1份的纳米三氧化二镍、2份的硅烷偶联剂、1份的整合剂、1份的引发剂和去50份的离子水。
优选的，包括以下重量份数的组成，50份的聚四氟乙烯基、15份的多种结构的丙烯酸酯类单体、8份的石墨烯、3份的纳米钛合金、1.5份的纳米二氧化硅、1.5份的纳米三氧化二镍、3份的硅烷偶联剂、2份的整合剂、1.5份的引发剂和去55份的离子水。
优选的，包括以下重量份数的组成，60份的聚四氟乙烯基、20份的多种结构的丙烯酸酯类单体、10份的石墨烯、4份的纳米钛合金、2份的纳米二氧化硅、2份的纳米三氧化二镍、4份的硅烷偶联剂、3份的整合剂、2份的引发剂和去60份的离子水。
优选的，所述多种结构的丙烯酸酯类单体由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺单体中的任意两种或两种以上组成。
优选的，所述钛合金为粒径15～25nm的粉末钛合金，所述纳米二氧化硅为粒径10～20nm的粉末二氧化硅，所述三氧化二镍为粒径30～40nm的粉末三氧化二镍。
优选的，所述硅烷偶联剂为3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺或者3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种。
一种铝基板材表面耐磨涂层其制备方法，包括以下步骤：
S1，按照配比取适量的石墨烯，将石墨烯放置于高压电场中进行处理，处理时间为4～5h；
S2，按照配比取适量的聚四氟乙烯基和多种结构的丙烯酸酯类单体，将聚四氟乙烯基和多种结构的丙烯酸酯类单体溶于适量的去离子水中，加入经过高压电场处理的石墨烯；
S3，将上述混合液置于恒温箱静置，恒温箱温度为80～100℃，静置时间2～3h，然后取出冷却到常温；
S4，向上述混合液中加入适量的纳米钛合金、纳米二氧化硅、纳米三氧化二镍和整合剂，将混合物倒入反应釜中；
S5，在140℃对反应釜内的混合物进行搅拌混合，搅拌时间为1h，然后向反应釜内加入，，并将温度升高到160℃，继续进行搅拌，搅拌时间为3～3.5h；
S6，将上述混合物取出，冷却到常温，得到耐磨涂层，将耐磨涂层涂抹到律己板材表面，进行性能测试。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明以聚四氟乙烯基和多种结构的丙烯酸酯类单体为主原料，并添加石墨烯、纳米钛合金、纳米二氧化硅、纳米三氧化二镍、整合剂、硅烷偶联剂和引发剂进而制得耐磨涂层，能够有效降低耐磨涂层的摩擦系数，增加涂层的耐磨程度，通过高压电场对石墨烯进行处理，使制得的耐磨涂层稳定性好，同时耐磨涂层的制备工艺较为简单，耐磨涂层的制备十分方便。
2、本发明中，多种结构的丙烯酸酯类单体由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺单体中的任意两种或两种以上组成，能够保证耐磨涂层的稳定性，减小耐磨涂层的摩擦系数，同时保证涂层的散热性。
3、本发明中，通过添加纳米钛合金、纳米二氧化硅、纳米三氧化二镍和硅烷偶联剂能够显著提高耐磨涂层的耐磨属性，增加耐磨涂层的使用寿命，耐磨性好，同时具有较好的抗老化性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明耐磨涂层性能测试结果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，本发明提供一种铝基板材表面耐磨涂层技术方案：包括以下重量份数的组成，40份的聚四氟乙烯基、10份的多种结构的丙烯酸酯类单体、6份的石墨烯、2份的纳米钛合金、1份的纳米二氧化硅、1份的纳米三氧化二镍、2份的硅烷偶联剂、1份的整合剂、1份的引发剂和去50份的离子水。
其中，所述多种结构的丙烯酸酯类单体由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺单体中的任意两种或两种以上组成。
其中，所述钛合金为粒径15～25nm的粉末钛合金，所述纳米二氧化硅为粒径10～20nm的粉末二氧化硅，所述三氧化二镍为粒径30～40nm的粉末三氧化二镍。
其中，所述硅烷偶联剂为3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺或者3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种。
实施例2
请参阅图1，本发明提供一种铝基板材表面耐磨涂层技术方案：包括以下重量份数的组成，50份的聚四氟乙烯基、15份的多种结构的丙烯酸酯类单体、8份的石墨烯、3份的纳米钛合金、1.5份的纳米二氧化硅、1.5份的纳米三氧化二镍、3份的硅烷偶联剂、2份的整合剂、1.5份的引发剂和去55份的离子水。
其中，所述多种结构的丙烯酸酯类单体由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺单体中的任意两种或两种以上组成。
其中，所述钛合金为粒径15～25nm的粉末钛合金，所述纳米二氧化硅为粒径10～20nm的粉末二氧化硅，所述三氧化二镍为粒径30～40nm的粉末三氧化二镍。
其中，所述硅烷偶联剂为3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺或者3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种。
实施例3
请参阅图1，本发明提供一种铝基板材表面耐磨涂层技术方案：包括以下重量份数的组成，60份的聚四氟乙烯基、20份的多种结构的丙烯酸酯类单体、10份的石墨烯、4份的纳米钛合金、2份的纳米二氧化硅、2份的纳米三氧化二镍、4份的硅烷偶联剂、3份的整合剂、2份的引发剂和去60份的离子水。
其中，所述多种结构的丙烯酸酯类单体由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺单体中的任意两种或两种以上组成。
其中，所述钛合金为粒径15～25nm的粉末钛合金，所述纳米二氧化硅为粒径10～20nm的粉末二氧化硅，所述三氧化二镍为粒径30～40nm的粉末三氧化二镍。
其中，所述硅烷偶联剂为3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺或者3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种。
一种铝基板材表面耐磨涂层其制备方法，包括以下步骤：
S1，按照配比取适量的石墨烯，将石墨烯放置于高压电场中进行处理，处理时间为4～5h；
S2，按照配比取适量的聚四氟乙烯基和多种结构的丙烯酸酯类单体，将聚四氟乙烯基和多种结构的丙烯酸酯类单体溶于适量的去离子水中，加入经过高压电场处理的石墨烯；
S3，将上述混合液置于恒温箱静置，恒温箱温度为80～100℃，静置时间2～3h，然后取出冷却到常温；
S4，向上述混合液中加入适量的纳米钛合金、纳米二氧化硅、纳米三氧化二镍和整合剂，将混合物倒入反应釜中；
S5，在140℃对反应釜内的混合物进行搅拌混合，搅拌时间为1h，然后向反应釜内加入硅烷偶联剂和引发剂，并将温度升高到160℃，继续进行搅拌，搅拌时间为3～3.5h；
S6，将上述混合物取出，冷却到常温，得到耐磨涂层，将耐磨涂层涂抹到律己板材表面，进行性能测试，
摩擦系数测试：采用往复摩擦进行实验，常温条件下，加载力为20N，摩擦实验时间长8h，频率50Hz；
附着强度：按照GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》标准进行测试，对照参数表进行归类；
抗冲击力：按照GB/T1732-1993《漆膜耐冲击性测定法》标准，采用重锤对涂层进行冲击测试。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种铝基板材表面耐磨涂层，其特征在于：包括以下重量份数的组成，40～60份的聚四氟乙烯基、10～20份的多种结构的丙烯酸酯类单体、6～10份的石墨烯、2～4份的纳米钛合金、1～2份的纳米二氧化硅、1～2份的纳米三氧化二镍、2～4份的硅烷偶联剂、1～3份的整合剂、1～2份的引发剂和去50～60份的离子水。
2.根据权利要求1所述的一种铝基板材表面耐磨涂层，其特征在于：包括以下重量份数的组成，40份的聚四氟乙烯基、10份的多种结构的丙烯酸酯类单体、6份的石墨烯、2份的纳米钛合金、1份的纳米二氧化硅、1份的纳米三氧化二镍、2份的硅烷偶联剂、1份的整合剂、1份的引发剂和去50份的离子水。
3.根据权利要求1所述的一种铝基板材表面耐磨涂层，其特征在于：包括以下重量份数的组成，50份的聚四氟乙烯基、15份的多种结构的丙烯酸酯类单体、8份的石墨烯、3份的纳米钛合金、1.5份的纳米二氧化硅、1.5份的纳米三氧化二镍、3份的硅烷偶联剂、2份的整合剂、1.5份的引发剂和去55份的离子水。
4.根据权利要求1所述的一种铝基板材表面耐磨涂层，其特征在于：包括以下重量份数的组成，60份的聚四氟乙烯基、20份的多种结构的丙烯酸酯类单体、10份的石墨烯、4份的纳米钛合金、2份的纳米二氧化硅、2份的纳米三氧化二镍、4份的硅烷偶联剂、3份的整合剂、2份的引发剂和去60份的离子水。
5.根据权利要求1所述的一种铝基板材表面耐磨涂层，其特征在于：所述多种结构的丙烯酸酯类单体由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺单体中的任意两种或两种以上组成。
6.根据权利要求1所述的一种铝基板材表面耐磨涂层，其特征在于：所述钛合金为粒径15～25nm的粉末钛合金，所述纳米二氧化硅为粒径10～20nm的粉末二氧化硅，所述三氧化二镍为粒径30～40nm的粉末三氧化二镍。
7.根据权利要求1所述的一种铝基板材表面耐磨涂层，其特征在于：所述硅烷偶联剂为3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺或者3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种。
8.一种铝基板材表面耐磨涂层其制备方法，包括以下步骤：
S1，按照配比取适量的石墨烯，将石墨烯放置于高压电场中进行处理，处理时间为4～5h；
S2，按照配比取适量的聚四氟乙烯基和多种结构的丙烯酸酯类单体，将聚四氟乙烯基和多种结构的丙烯酸酯类单体溶于适量的去离子水中，加入经过高压电场处理的石墨烯；
S3，将上述混合液置于恒温箱静置，恒温箱温度为80～100℃，静置时间2～3h，然后取出冷却到常温；
S4，向上述混合液中加入适量的纳米钛合金、纳米二氧化硅、纳米三氧化二镍和整合剂，将混合物倒入反应釜中；
S5，在140℃对反应釜内的混合物进行搅拌混合，搅拌时间为1h，然后向反应釜内加入硅烷偶联剂和引发剂，并将温度升高到160℃，继续进行搅拌，搅拌时间为3～3.5h；
S6，将上述混合物取出，冷却到常温，得到耐磨涂层，将耐磨涂层涂抹到律己板材表面，进行性能测试。
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