CN117965090B - 一种应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料及其制备方法，涉及涂料技术领域。其制备方法如下：准备4,4'‑氧二苯胺、甲基丙烯酸酐在氮气氛围下与聚乙烯醇进行高温混合，接着加入硫酸亚铁与偏高岭土及纯水，混匀后，使用不锈钢反应釜进行加热反应，离心取有机相，真空冷冻干燥，得到复合纳米材料；准备硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水，混合后，恒温反应，得到改性陶瓷微球；将复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂混合，得到复合聚酰亚胺涂料。制备的涂料具有优异的耐温防腐性能，满足工业上对碳纤维板保护的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料技术领域，具体是一种应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料及其制备方法。
背景技术
碳纤维板是一种高强度、轻质的复合材料，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。由于其独特的性能，碳纤维板在使用过程中经常暴露在恶劣的环境下，包括高温、化学腐蚀、摩擦和冲击等，因此对其表面保护层的要求极高。
传统的防腐涂料往往难以同时满足耐温和防腐的要求，因此，开发一种新型的陶瓷涂料成为了研究的热点。陶瓷涂料由于其优异的耐高温性能和化学稳定性，成为了碳纤维板理想的表面保护材料。
碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料通常由耐高温的无机聚合物、陶瓷粉末、耐腐蚀填料、耐磨材料以及其他功能性添加剂组成。这种涂料能够在不增加过多重量的前提下，为碳纤维板提供有效的保护。
在材料选择上，硅酸盐、氧化铝、氮化硅、氧化锆等都是常用的陶瓷材料，它们能够提供良好的耐热性和化学稳定性。同时，为了提高涂层的附着力和耐腐蚀性，通常还会在涂料中加入适量的有机聚合物作为粘结剂。
总的来说，应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料的研究和开发，需要综合考虑材料的选择、涂层的制备、热处理等多个环节，以确保涂层能够在极端环境下为碳纤维板提供持久有效的保护。随着材料科学和表面工程技术的发展，相信会有更多高性能的陶瓷涂料被开发出来，以满足工业上对碳纤维板保护的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料及其制备方法，具有优异的耐温防腐性能，满足工业上对碳纤维板保护的需求。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）复合纳米材料的制备
准备4,4'-氧二苯胺、甲基丙烯酸酐在氮气氛围下与聚乙烯醇进行高温混合，接着加入硫酸亚铁与偏高岭土及纯水，混匀后，使用不锈钢反应釜进行加热反应，离心取有机相，真空冷冻干燥，得到复合纳米材料；
（2）改性陶瓷微球的制备
准备硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水，混合后，恒温反应，得到改性陶瓷微球；
（3）复合聚酰亚胺涂料的制备
将复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂混合，得到复合聚酰亚胺涂料。
上述所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，
步骤（1）中4,4'-氧二苯胺、甲基丙烯酸酐及聚乙烯醇三者之间的质量比为（2-7）：（5-10）：（30-45）；
步骤（1）中高温混合的温度为85℃-90℃；
步骤（1）中高温混合的时间为2h-4h。
上述所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，
步骤（1）中硫酸亚铁、偏高岭土及纯水三者之间的质量比为（0.2-0.8）：（10-18）：（80-100）；
步骤（1）中加热反应的温度为120℃-160℃；
步骤（1）中加热反应的时间为6h-10h。
上述所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，
步骤（2）中硅溶胶的密度为1.0-1.2g/cm³，pH值为2-4，粘度为1-10mPa·s；
步骤（2）中硅烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷中的一种；
步骤（2）中表面活性剂为2-乙基己酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠中的一种。
上述所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，
步骤（2）中硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水四者之间的质量比为（40-60）：（20-30）：（2-6）：（100-140）；
步骤（2）中恒温反应的温度为65℃-70℃；
步骤（2）中恒温反应的时间为1h-3h。
上述所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，
步骤（3）中复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂四者之间的质量比为（5-10）：（10-30）：（80-120）：（8-10）。
上述所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，
步骤（3）中分散剂为聚氧乙烯硬脂醇。
上述所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，
步骤（3）中聚酰亚胺乳液的密度为1.0-1.2g/cm³，pH值为7-9，粘度为80-100mPa·s，固含量为50%。
上述所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，
步骤（3）中混合的温度为70℃-80℃；
步骤（3）中混合的时间为0.5h-2h。
一种应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，采用上述的制备方法制备得到。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）优异的耐腐蚀性：该涂料具有优异的耐腐蚀性，能够抵抗酸等腐蚀介质的侵蚀。该涂料的剥落面积小于2%。
（2）优异的耐高温性：该涂料具有优异的耐高温性，能够承受高温环境，而不发生分解或变质。该涂料的耐受温度高于150℃，远高于碳纤维板的耐受温度120℃.
（3）良好的附着力：该涂料具有良好的附着力，能够牢固地附着在碳纤维板上，不脱落、不剥离。该涂料的硬度高于HB，满足正常的应用环境。
附图说明
图1为本发明实施例3制备的产品的实际展示图。
图2为本发明实施例3制备的产品的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面表1为实施例和对比例需要的试剂以及对应的购买公司。
表1实施例和对比例需要的试剂以及对应的购买公司
实施例1
应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，其制备方法如下：
（1）复合纳米材料的制备
准备4,4'-氧二苯胺、甲基丙烯酸酐在氮气氛围下与聚乙烯醇进行高温混合，接着加入硫酸亚铁与偏高岭土及纯水，混匀后，使用不锈钢反应釜进行加热反应，离心取有机相，真空冷冻干燥，得到复合纳米材料；
实际用量，4,4'-氧二苯胺、甲基丙烯酸酐及聚乙烯醇用量分别为2kg、10kg、30kg；
步骤（1）中高温混合的温度为85℃；
步骤（1）中高温混合的时间为4h。
实际用量，硫酸亚铁、偏高岭土及纯水用量分别为0.2kg、18kg、80kg。
步骤（1）中加热反应的温度为120℃；
步骤（1）中加热反应的时间为10h。
（2）改性陶瓷微球的制备
准备硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水，混合后，恒温反应，得到改性陶瓷微球；
步骤（2）中硅溶胶的密度为1.0g/cm³，pH值为4，粘度为1mPa·s；
步骤（2）中硅烷为甲基三甲氧基硅烷；
步骤（2）中表面活性剂为2-乙基己酸钠。
实际用量，硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水用量分别为40kg、30kg、2kg、140kg。
步骤（2）中恒温反应的温度为65℃；
步骤（2）中恒温反应的时间为3h。
（3）复合聚酰亚胺涂料的制备
将复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂混合，得到复合聚酰亚胺涂料。
实际用量，复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂用量分别为5kg、30kg、80kg、10kg。
步骤（3）中分散剂为聚氧乙烯硬脂醇。
步骤（3）中聚酰亚胺乳液的密度为1.0g/cm³，pH值为9，粘度为80mPa·s，固含量为50%。
步骤（3）中混合的温度为70℃；
步骤（3）中混合的时间为2h。
实施例2
应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，其制备方法如下：
（1）复合纳米材料的制备
准备4,4'-氧二苯胺、甲基丙烯酸酐在氮气氛围下与聚乙烯醇进行高温混合，接着加入硫酸亚铁与偏高岭土及纯水，混匀后，使用不锈钢反应釜进行加热反应，离心取有机相，真空冷冻干燥，得到复合纳米材料；
实际用量，4,4'-氧二苯胺、甲基丙烯酸酐及聚乙烯醇用量分别为7kg、5kg、45kg；
步骤（1）中高温混合的温度为90℃；
步骤（1）中高温混合的时间为2h。
上述所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，
实际用量，硫酸亚铁、偏高岭土及纯水用量分别为0.8kg、10kg、100kg。
步骤（1）中加热反应的温度为160℃；
步骤（1）中加热反应的时间为6h。
（2）改性陶瓷微球的制备
准备硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水，混合后，恒温反应，得到改性陶瓷微球；
步骤（2）中硅溶胶的密度为1.2g/cm³，pH值为2，粘度为10mPa·s；
步骤（2）中硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷；
步骤（2）中表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
实际用量，硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水用量分别为60kg、20kg、6kg、100kg。
步骤（2）中恒温反应的温度为70℃；
步骤（2）中恒温反应的时间为1h。
（3）复合聚酰亚胺涂料的制备
将复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂混合，得到复合聚酰亚胺涂料。
实际用量，复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂用量分别为10kg、10kg、120kg、8kg。
步骤（3）中分散剂为聚氧乙烯硬脂醇。
步骤（3）中聚酰亚胺乳液的密度为1.2g/cm³，pH值为7，粘度为100mPa·s，固含量为50%。
步骤（3）中混合的温度为80℃；
步骤（3）中混合的时间为0.5h。
实施例3
应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，其制备方法如下：
（1）复合纳米材料的制备
准备4,4'-氧二苯胺、甲基丙烯酸酐在氮气氛围下与聚乙烯醇进行高温混合，接着加入硫酸亚铁与偏高岭土及纯水，混匀后，使用不锈钢反应釜进行加热反应，离心取有机相，真空冷冻干燥，得到复合纳米材料；
实际用量，4,4'-氧二苯胺、甲基丙烯酸酐及聚乙烯醇用量分别为5kg、8kg、40kg；
步骤（1）中高温混合的温度为85℃；
步骤（1）中高温混合的时间为3h。
上述所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，
实际用量，硫酸亚铁、偏高岭土及纯水用量分别为0.5kg、15kg、90kg。
步骤（1）中加热反应的温度为140℃；
步骤（1）中加热反应的时间为8h。
（2）改性陶瓷微球的制备
准备硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水，混合后，恒温反应，得到改性陶瓷微球；
步骤（2）中硅溶胶的密度为1.0g/cm³，pH值为3，粘度为5mPa·s；
步骤（2）中硅烷为苯基三甲氧基硅烷；
步骤（2）中表面活性剂为聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠。
实际用量，硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水用量分别为50kg、25kg、4kg、120kg。
步骤（2）中恒温反应的温度为68℃；
步骤（2）中恒温反应的时间为2h。
（3）复合聚酰亚胺涂料的制备
将复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂混合，得到复合聚酰亚胺涂料。
实际用量，复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂用量分别为8kg、20kg、100kg、10kg。
步骤（3）中分散剂为聚氧乙烯硬脂醇。
步骤（3）中聚酰亚胺乳液的密度为1.2g/cm³，pH值为8，粘度为90mPa·s，固含量为50%。
步骤（3）中混合的温度为75℃；
步骤（3）中混合的时间为1h。
对比例1
应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，其制备方法如下：
（1）复合纳米材料的制备
准备4,4'-氧二苯胺在氮气氛围下与聚乙烯醇进行高温混合，接着加入硫酸亚铁与偏高岭土及纯水，混匀后，使用不锈钢反应釜进行加热反应，离心取有机相，真空冷冻干燥，得到复合纳米材料；
实际用量，4,4'-氧二苯胺、聚乙烯醇用量分别为5kg、40kg；
步骤（1）中高温混合的温度为85℃；
步骤（1）中高温混合的时间为3h。
上述所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，
实际用量，硫酸亚铁、偏高岭土及纯水用量分别为0.5kg、15kg、90kg。
步骤（1）中加热反应的温度为140℃；
步骤（1）中加热反应的时间为8h。
（2）改性陶瓷微球的制备
准备硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水，混合后，恒温反应，得到改性陶瓷微球；
步骤（2）中硅溶胶的密度为1.0g/cm³，pH值为3，粘度为5mPa·s；
步骤（2）中硅烷为苯基三甲氧基硅烷；
步骤（2）中表面活性剂为聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠。
实际用量，硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水用量分别为50kg、25kg、4kg、120kg。
步骤（2）中恒温反应的温度为68℃；
步骤（2）中恒温反应的时间为2h。
（3）复合聚酰亚胺涂料的制备
将复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂混合，得到复合聚酰亚胺涂料。
实际用量，复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂用量分别为8kg、20kg、100kg、10kg。
步骤（3）中分散剂为聚氧乙烯硬脂醇。
步骤（3）中聚酰亚胺乳液的密度为1.2g/cm³，pH值为8，粘度为90mPa·s，固含量为50%。
步骤（3）中混合的温度为75℃；
步骤（3）中混合的时间为1h。
对比例2
应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，其制备方法如下：
（1）复合纳米材料的制备
准备4,4'-氧二苯胺、甲基丙烯酸酐在氮气氛围下与聚乙烯醇进行高温混合，接着加入硫酸亚铁及纯水，混匀后，使用不锈钢反应釜进行加热反应，离心取有机相，真空冷冻干燥，得到复合纳米材料；
实际用量，4,4'-氧二苯胺、甲基丙烯酸酐及聚乙烯醇用量分别为5kg、8kg、40kg；
步骤（1）中高温混合的温度为85℃；
步骤（1）中高温混合的时间为3h。
上述所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，
实际用量，硫酸亚铁、纯水用量分别为0.5kg、90kg。
步骤（1）中加热反应的温度为140℃；
步骤（1）中加热反应的时间为8h。
（2）改性陶瓷微球的制备
准备硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水，混合后，恒温反应，得到改性陶瓷微球；
步骤（2）中硅溶胶的密度为1.0g/cm³，pH值为3，粘度为5mPa·s；
步骤（2）中硅烷为苯基三甲氧基硅烷；
步骤（2）中表面活性剂为聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠。
实际用量，硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水用量分别为50kg、25kg、4kg、120kg。
步骤（2）中恒温反应的温度为68℃；
步骤（2）中恒温反应的时间为2h。
（3）复合聚酰亚胺涂料的制备
将复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂混合，得到复合聚酰亚胺涂料。
实际用量，复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂用量分别为8kg、20kg、100kg、10kg。
步骤（3）中分散剂为聚氧乙烯硬脂醇。
步骤（3）中聚酰亚胺乳液的密度为1.2g/cm³，pH值为8，粘度为90mPa·s，固含量为50%。
步骤（3）中混合的温度为75℃；
步骤（3）中混合的时间为1h。
对比例3
应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，其制备方法如下：
（1）复合纳米材料的制备
准备4,4'-氧二苯胺、甲基丙烯酸酐在氮气氛围下与聚乙烯醇进行高温混合，接着加入硫酸亚铁与偏高岭土及纯水，混匀后，使用不锈钢反应釜进行加热反应，离心取有机相，真空冷冻干燥，得到复合纳米材料；
实际用量，4,4'-氧二苯胺、甲基丙烯酸酐及聚乙烯醇用量分别为5kg、8kg、40kg；
步骤（1）中高温混合的温度为85℃；
步骤（1）中高温混合的时间为3h。
上述所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，
实际用量，硫酸亚铁、偏高岭土及纯水用量分别为0.5kg、15kg、90kg。
步骤（1）中加热反应的温度为140℃；
步骤（1）中加热反应的时间为8h。
（2）改性陶瓷微球的制备
准备硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水，混合后，恒温反应，得到改性陶瓷微球；
步骤（2）中硅溶胶的密度为1.0g/cm³，pH值为3，粘度为5mPa·s；
步骤（2）中硅烷为3-氨基丙基三甲氧基硅烷；
步骤（2）中表面活性剂为聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠。
实际用量，硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水用量分别为50kg、25kg、4kg、120kg。
步骤（2）中恒温反应的温度为68℃；
步骤（2）中恒温反应的时间为2h。
（3）复合聚酰亚胺涂料的制备
将复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂混合，得到复合聚酰亚胺涂料。
实际用量，复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂用量分别为8kg、20kg、100kg、10kg。
步骤（3）中分散剂为聚氧乙烯硬脂醇。
步骤（3）中聚酰亚胺乳液的密度为1.2g/cm³，pH值为8，粘度为90mPa·s，固含量为50%。
步骤（3）中混合的温度为75℃；
步骤（3）中混合的时间为1h。
对比例4
应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，其制备方法如下：
（1）复合纳米材料的制备
准备甲基丙烯酸酐在氮气氛围下与聚乙烯醇进行高温混合，接着加入硫酸亚铁与偏高岭土及纯水，混匀后，使用不锈钢反应釜进行加热反应，离心取有机相，真空冷冻干燥，得到复合纳米材料；
实际用量，甲基丙烯酸酐、聚乙烯醇用量分别为8kg、40kg；
步骤（1）中高温混合的温度为85℃；
步骤（1）中高温混合的时间为3h。
上述所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，
实际用量，硫酸亚铁、偏高岭土及纯水用量分别为0.5kg、15kg、90kg。
步骤（1）中加热反应的温度为140℃；
步骤（1）中加热反应的时间为8h。
（2）改性陶瓷微球的制备
准备硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水，混合后，恒温反应，得到改性陶瓷微球；
步骤（2）中硅溶胶的密度为1.0g/cm³，pH值为3，粘度为5mPa·s；
步骤（2）中硅烷为苯基三甲氧基硅烷；
步骤（2）中表面活性剂为聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠。
实际用量，硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水用量分别为50kg、25kg、4kg、120kg。
步骤（2）中恒温反应的温度为68℃；
步骤（2）中恒温反应的时间为2h。
（3）复合聚酰亚胺涂料的制备
将复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂混合，得到复合聚酰亚胺涂料。
实际用量，复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂用量分别为8kg、20kg、100kg、10kg。
步骤（3）中分散剂为聚氧乙烯硬脂醇。
步骤（3）中聚酰亚胺乳液的密度为1.2g/cm³，pH值为8，粘度为90mPa·s，固含量为50%。
步骤（3）中混合的温度为75℃；
步骤（3）中混合的时间为1h。
对比例5
应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，其制备方法如下：
（1）改性陶瓷微球的制备
准备硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水，混合后，恒温反应，得到改性陶瓷微球；
步骤（1）中硅溶胶的密度为1.0g/cm³，pH值为3，粘度为5mPa·s；
步骤（1）中硅烷为苯基三甲氧基硅烷；
步骤（1）中表面活性剂为聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠。
实际用量，硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水用量分别为50kg、25kg、4kg、120kg。
步骤（1）中恒温反应的温度为68℃；
步骤（1）中恒温反应的时间为2h。
（2）复合聚酰亚胺涂料的制备
将改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂混合，得到复合聚酰亚胺涂料。
实际用量，改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂用量分别为20kg、100kg、10kg。
步骤（2）中分散剂为聚氧乙烯硬脂醇。
步骤（2）中聚酰亚胺乳液的密度为1.2g/cm³，pH值为8，粘度为90mPa·s，固含量为50%。
步骤（2）中混合的温度为75℃；
步骤（2）中混合的时间为1h。
测试例
测试方案如下：将上述制备的涂料均匀涂抹在碳纤维板的各个侧面，其涂层厚度为0.5mm，60℃烘干后，用于后续测试。
耐温性能测定参照国家标准 GB/T1735-79（89）《漆膜耐热性测定法》进行。将碳纤维板，置于马弗炉中，逐渐提高炉内温度，并观察涂层是否出现开裂、剥落、变色等病态现象，直到涂层出现上述任意病态现象，记录此刻温度。
耐污染性能测定参照 GB/T 1766 《色漆和清漆涂层老化的评级方法》，将碳纤维板浸泡在试液内，温度设置为60℃，试验时间为1h，试验后放置1h后进行观察。试液为酿造食醋，pH值为2.61。观察涂层的剥落面积。
此外，采用国家标准 GB/T6739-2006《色漆和清漆 铅笔法测定漆膜硬度》的规定进行硬度测定。铅笔使用中华牌 101 绘图铅笔。
其中试验用碳纤维板为凯达异型碳纤维板，采购自东莞市凯达碳纤维科技有限公司，其参数如下：长20cm，宽40cm，厚度0.4cm，密度：1.8g/cm³，拉伸强度：200MPa，弹性模量：200GPa，压缩强度：100MPa，剪切强度：50MPa，比强度：1000MPa/(g/cm³)，比模量：100GPa/(g/cm³)，耐热性：120℃，电导率：0.1S/cm，热导率：10W/(m·K)。
表2 测试结果
结合表2来看，相对于各项性能较好的实施例3，对比例1缺失甲基丙烯酸酐，剥落面积：甲基丙烯酸酐作为复合纳米材料的组分之一，通过增强涂料的粘结力和附着力，减少涂层的剥落面积。这意味着涂料在使用过程中更不容易脱落，提供更持久的防腐性能。耐受温度：甲基丙烯酸酐的添加在一定程度上提高涂料的耐受温度。它可以增强涂料的热稳定性和耐高温性能，使涂层能够在高温环境下保持其防腐功能。硬度：甲基丙烯酸酐的引入可能对涂料的硬度产生影响。由于其化学结构和特性，它增加涂料的硬度，提供更好的耐磨损性和耐冲击性。对比例2缺失偏高岭土，剥落面积：偏高岭土的添加改善涂层的附着力，减少剥落面积。它可以增强涂料与碳纤维板表面的粘结力，提高涂层的耐久性，从而减少剥落的风险。耐受温度：偏高岭土具有良好的耐高温性能，因此其添加提高涂料的耐受温度。它可以在高温环境下保持涂层的稳定性和防腐性能，使其适用于需要耐高温的应用。硬度：偏高岭土的添加对涂料的硬度产生影响。它可以增加涂料的硬度，提供更好的耐磨损性和耐冲击性。这有助于保护碳纤维板表面免受物理损伤。对比例3缺失苯基三甲氧基硅烷，具有优异的偶联性能和表面改性性能。在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料中，苯基三甲氧基硅烷主要用于改性陶瓷微球。苯基三甲氧基硅烷对碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料的剥落面积、耐受温度和硬度有以下影响：剥落面积：苯基三甲氧基硅烷可以提高陶瓷微球与聚酰亚胺树脂的界面结合力，从而减少陶瓷微球的剥落。耐受温度：苯基三甲氧基硅烷可以提高陶瓷微球的耐高温性，从而提高陶瓷涂层的耐受温度。硬度：苯基三甲氧基硅烷可以提高陶瓷微球的硬度，从而提高陶瓷涂层的硬度。因此，在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料中加入苯基三甲氧基硅烷，可以提高陶瓷涂层的剥落面积、耐受温度和硬度。对比例4缺失4,4'-氧二苯胺，4,4'-氧二苯胺是一种重要的芳香胺，具有优异的耐热性和耐腐蚀性。在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料中，4,4'-氧二苯胺主要用于制备聚酰亚胺树脂。4,4'-氧二苯胺对碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料的剥落面积、耐受温度和硬度有以下影响：剥落面积： 4,4'-氧二苯胺可以提高聚酰亚胺树脂的交联密度，从而提高陶瓷涂层的附着力，减少陶瓷微球的剥落。耐受温度： 4,4'-氧二苯胺可以提高聚酰亚胺树脂的耐高温性，从而提高陶瓷涂层的耐受温度。硬度： 4,4'-氧二苯胺可以提高聚酰亚胺树脂的硬度，从而提高陶瓷涂层的硬度。因此，在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料中加入4,4'-氧二苯胺，可以提高陶瓷涂层的剥落面积、耐受温度和硬度。对比例5缺失复合纳米材料，结合上述对比例，可以看出其各项综合性能最差。
以实施例3制备的产品为例，如图1所示，将制备的涂料涂抹在碳纤维板上的展示效果。同时如图2所示，通过扫描电镜图可以看出，涂料混合均匀、分散性好，涂膜表层均匀。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (6)
1.一种应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料的制备方法，其特征在于：
包括以下步骤：
（1）复合纳米材料的制备
准备4,4'-氧二苯胺、甲基丙烯酸酐在氮气氛围下与聚乙烯醇进行高温混合，接着加入硫酸亚铁与偏高岭土及纯水，混匀后，使用不锈钢反应釜进行加热反应，离心取有机相，真空冷冻干燥，得到复合纳米材料；
（2）改性陶瓷微球的制备
准备硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水，混合后，恒温反应，得到改性陶瓷微球；
（3）复合聚酰亚胺涂料的制备
将复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂混合，得到复合聚酰亚胺涂料；
步骤（1）中4,4'-氧二苯胺、甲基丙烯酸酐及聚乙烯醇三者之间的质量比为（2-7）：（5-10）：（30-45）；
步骤（1）中高温混合的温度为85℃-90℃；
步骤（1）中高温混合的时间为2h-4h；
步骤（1）中硫酸亚铁、偏高岭土及纯水三者之间的质量比为（0.2-0.8）：（10-18）：（80-100）；
步骤（1）中加热反应的温度为120℃-160℃；
步骤（1）中加热反应的时间为6h-10h；
步骤（2）中硅溶胶、硅烷、表面活性剂及水四者之间的质量比为（40-60）：（20-30）：（2-6）：（100-140）；
步骤（2）中恒温反应的温度为65℃-70℃；
步骤（2）中恒温反应的时间为1h-3h；
步骤（3）中复合纳米材料、改性陶瓷微球、聚酰亚胺乳液及分散剂四者之间的质量比为（5-10）：（10-30）：（80-120）：（8-10）。
2.根据权利要求1所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料的制备方法，其特征在于：
步骤（2）中硅溶胶的密度为1.0-1.2g/cm³，pH值为2-4，粘度为1-10mPa·s；
步骤（2）中硅烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷中的一种；
步骤（2）中表面活性剂为2-乙基己酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠中的一种。
3.根据权利要求2所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料的制备方法，其特征在于：
步骤（3）中分散剂为聚氧乙烯硬脂醇。
4.根据权利要求3所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料的制备方法，其特征在于：
步骤（3）中聚酰亚胺乳液的密度为1.0-1.2g/cm³，pH值为7-9，粘度为80-100mPa·s，固含量为50%。
5.根据权利要求4所述的应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料的制备方法，其特征在于：
步骤（3）中混合的温度为70℃-80℃；
步骤（3）中混合的时间为0.5h-2h。
6.一种应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料，其特征在于：采用权利要求1-5中任意一项所述的制备方法制备得到。
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| CN202410343255.1A CN117965090B (zh) | 2024-03-25 | 2024-03-25 | 一种应用在碳纤维板的防腐耐温陶瓷涂料及其制备方法 |
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Citations (3)
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| AT275872B (de) * | 1967-03-31 | 1969-11-10 | Schenectady Chemical | Verfahren zur Herstellung eines hitzebeständigen, insbesondere für elektrische Isolierungen geeigneten, modifizierten Polyester-Polyimids |
| CN101910345A (zh) * | 2008-01-11 | 2010-12-08 | Lg化学株式会社 | 压敏粘合剂组合物、偏光片和包括该偏光片的液晶显示器 |
| KR20210115663A (ko) * | 2020-03-16 | 2021-09-27 | 연세대학교 원주산학협력단 | 기계적 물성이 향상된 폴리아미드이미드 혼합물의 제조방법 |
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2024
- 2024-03-25 CN CN202410343255.1A patent/CN117965090B/zh active Active
Patent Citations (3)
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| AT275872B (de) * | 1967-03-31 | 1969-11-10 | Schenectady Chemical | Verfahren zur Herstellung eines hitzebeständigen, insbesondere für elektrische Isolierungen geeigneten, modifizierten Polyester-Polyimids |
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