CN114410188A - 一种有机无机纳米复合涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纳米材料制备领域，具体涉及一种有机无机纳米复合涂层，该复合涂层由环氧树脂、纳米Y2O3颗粒、纳米碳化硅晶须、全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液、氟化石墨烯、硅烷偶联剂制备所得。具体的，该复合涂层由以下重量份的原料制备所得：环氧树脂80～100份、纳米Y2O3颗粒0.3～0.6份、纳米碳化硅晶须20～30份、全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液8～10份、氟化石墨烯1～3份、硅烷偶联剂8～30份。本发明的纳米复合涂层具有优良的耐磨性、耐腐蚀性、韧性和抗弯强度，且具有优良的疏水性和黏接强度。

Description

一种有机无机纳米复合涂层
技术领域
本发明涉及纳米材料制备领域，具体涉及一种有机无机纳米复合涂层。
背景技术
环氧涂料是应用最多的一种防腐涂料,但是它普遍具有质脆,易老化,耐蚀性能较差等缺陷, 限制了其进一步应用。因此，对其进行改性以研制高性能的防腐涂层是现在研究的一个热点。
有机和无机纳米复合涂层因其兼具有机聚合物和无机纳米效应而使涂层具有更好的性能表现和一些特殊的功能，基于此，本发明研发了一种具有优良性能的环氧树脂基有机无机纳米复合涂层。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种有机无机纳米复合涂层，具有优良的耐磨性、耐腐蚀性、韧性和抗弯强度。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种有机无机纳米复合涂层，该复合涂层由环氧树脂、纳米Y2O3颗粒、纳米碳化硅晶须、全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液、氟化石墨烯、硅烷偶联剂制备所得。具体的，该复合涂层由以下重量份的原料制备所得：
环氧树脂 80～100份、纳米Y2O3颗粒 0.3～0.6份、纳米碳化硅晶须 20～30份、全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液 8～10份、氟化石墨烯 1～3份、硅烷偶联剂 8～30份。
优选地，该复合涂层由以下重量份的原料制备所得：
环氧树脂 80 份、纳米Y2O3颗粒 0.3 份、纳米碳化硅晶须 20 份、全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液 8 份、氟化石墨烯 1 份、硅烷偶联剂 8 份。
优选地，该复合涂层由以下重量份的原料制备所得：
环氧树脂 100 份、纳米Y2O3颗粒 0.6 份、纳米碳化硅晶须 30 份、全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液 10 份、氟化石墨烯 3 份、硅烷偶联剂 30 份。
优选地，该复合涂层由以下重量份的原料制备所得：
环氧树脂 90 份、纳米Y2O3颗粒 0.45份、纳米碳化硅晶须 25 份、全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液 9 份、氟化石墨烯 2 份、硅烷偶联剂 19 份。
进一步地，所述硅烷偶联剂由硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂WD-60混合所得，混合比例为1～3:1～2。
本发明的纳米复合涂层具有优良的耐磨性、耐腐蚀性、韧性和抗弯强度，且具有优良的疏水性和黏接强度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种有机无机纳米复合涂层，由以下重量份的原料制备所得：
环氧树脂 80 份、纳米Y2O3颗粒 0.3 份、纳米碳化硅晶须 20 份、全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液 8 份、氟化石墨烯 1 份、硅烷偶联剂KH-560 6份、硅烷偶联剂WD-60 2份。
实施例2
一种有机无机纳米复合涂层，由以下重量份的原料制备所得：
环氧树脂 100 份、纳米Y2O3颗粒 0.6 份、纳米碳化硅晶须 30 份、全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液 10 份、氟化石墨烯 3 份、硅烷偶联剂KH-560 12份、硅烷偶联剂WD-60 18份。
实施例3
一种有机无机纳米复合涂层，由以下重量份的原料制备所得：
环氧树脂 90 份、纳米Y2O3颗粒 0.45份、纳米碳化硅晶须 25 份、全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液 9 份、氟化石墨烯 2 份、硅烷偶联剂 KH-560 9.5份、硅烷偶联剂WD-60 9.5份。
性能检测：
样品制备：
分别按实施例1、实施例2、实施例3所述的组方配置各组分；将纳米Y2O3颗粒分散在乙醇水溶液中，升温至50℃，加入硅烷偶联剂 KH-560，反应3 h，得到表面硅烷偶联剂改性纳米Y2O3颗粒；将纳米碳化硅晶须分散在乙醇水溶液中，升温至50℃，加入硅烷偶联剂WD-60，反应3 h，得到表面硅烷偶联剂改性纳米碳化硅晶须；将环氧树脂、全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液、氟化石墨烯、表面硅烷偶联剂改性纳米Y2O3颗粒、表面硅烷偶联剂改性纳米碳化硅晶须在80℃条件下混合搅拌8h，然后停止加热，冷却至室温，采用滴涂法在玻璃板上制备涂层，室温干燥12h，即得有机无机纳米复合涂层。
1）附着力测试方法：GB/T 5210-1985 《涂层附着力的测定法拉开法》
铅笔硬度测试方法：JIS K5600，荷重750g，结果见表1。
表1
Figure 929557DEST_PATH_IMAGE001
2）接触角测试：采用KrOssK12型动态表面能分析仪测量涂层对水的接触角，水滴大小为5μL，每个样品测量5次，取平均值，结果见表2。
表2
Figure 240453DEST_PATH_IMAGE002
3）测试条件：蒸馏水、10% NaOH溶液、3% NaCl溶液，室温下，30d；结果：实施例1、实施例2、实施例3的涂层均具有良好的耐化学腐蚀性。
4）耐磨性：以磨砂纸(1200目)为磨损面，超疏水表面为被磨损面，在12.5kPa的压强下，以3cm/s的速度拉被测样品，测试距离为15cm，该实验过程重复20次，测试结束后测量表面接触角，结果见表3。
表3
Figure 792919DEST_PATH_IMAGE003
5）强韧性测试：1、700℃热震试验循环30次，涂层的结构完好无损、无剥落；2、室温压扁测试，涂层无明显开裂及剥落现象。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种有机无机纳米复合涂层，其特征在于：该复合涂层由环氧树脂、纳米Y2O3颗粒、纳米碳化硅晶须、全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液、氟化石墨烯、硅烷偶联剂制备所得。
2.如权利要求1所述的一种有机无机纳米复合涂层，其特征在于：该复合涂层由以下重量份的原料制备所得：环氧树脂 80～100份、纳米Y2O3颗粒 0.3～0.6份、纳米碳化硅晶须20～30份、全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液 8～10份、氟化石墨烯 1～3份、硅烷偶联剂 8～30份。
3.如权利要求1所述的一种有机无机纳米复合涂层，其特征在于：该复合涂层由以下重量份的原料制备所得：环氧树脂 80 份、纳米Y2O3颗粒 0.3 份、纳米碳化硅晶须 20 份、全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液 8 份、氟化石墨烯 1 份、硅烷偶联剂 8 份。
4.如权利要求1所述的一种有机无机纳米复合涂层，其特征在于：该复合涂层由以下重量份的原料制备所得：环氧树脂 100 份、纳米Y2O3颗粒 0.6 份、纳米碳化硅晶须 30 份、全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液 10 份、氟化石墨烯 3 份、硅烷偶联剂 30 份。
5.如权利要求1所述的一种有机无机纳米复合涂层，其特征在于：该复合涂层由以下重量份的原料制备所得：环氧树脂 90 份、纳米Y2O3颗粒 0.45份、纳米碳化硅晶须 25 份、全氟烷基丙烯酸酯共聚物乳液 9 份、氟化石墨烯 2 份、硅烷偶联剂 19 份。
6.如权利要求1～5任一项所述的一种有机无机纳米复合涂层，其特征在于：所述硅烷偶联剂由硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂WD-60混合所得，混合比例为1～3:1～2。
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