[發(fā)明專利]一種金屬腐蝕防護聚合物復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010535358.X
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111454542B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇鳳梅;潘朵;劉虎;郭占虎;劉春太
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K9/04;C08K3/38
• 代理公司: 鄭州先風(fēng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41127
• 代理人: 黃偉

本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種金屬腐蝕防護聚合物復(fù)合材料及其制備方法。以環(huán)氧樹脂為基體，以改性氮化硼納米片為填料固化而得；所述改性氮化硼納米片通過下述方法獲得：將氮化硼納米片在水中超聲處理，然后加入Tris緩沖液混合均勻，之后再加入鞣酸進行改性。本發(fā)明實現(xiàn)了氮化硼納米片在聚合物中的良好分散，獲得的金屬腐蝕防護聚合物復(fù)合材料在金屬腐蝕防護領(lǐng)域具有極佳的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種金屬腐蝕防護聚合物復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

金屬腐蝕是一項困擾全球性的問題，不僅給工業(yè)化生產(chǎn)造成巨大的經(jīng)濟損失，而且造成潛在的資源浪費。選擇并采用合理的防腐蝕方法對保護金屬材料，延長其使用壽命，降低維修成本具有重要意義。

聚合物材料具有較高的韌性、抗環(huán)境應(yīng)力開裂能力、較高的抗沖擊強度、及優(yōu)良的成膜性等。尤其環(huán)氧樹脂聚合物具有優(yōu)異的耐酸堿性、高耐磨性、電絕緣性以及對金屬基材的強粘合性，所以被廣泛用于金屬表面腐蝕保護和電子封裝。但對于特殊精密金屬基材的腐蝕保護，環(huán)氧樹脂聚合物的腐蝕保護性遠遠不能滿足。因此需要對聚合物材料進行復(fù)合改性，在充分保持和發(fā)揮聚合物材料自身優(yōu)點的同時增強復(fù)合材料的腐蝕防護性能。

可用于環(huán)氧樹脂聚合物材料填充改性的方法有很多種，其中引入低維無機納米粒子填料能顯著改善環(huán)氧樹脂的腐蝕防護性能。其中，二維氮化硼納米片是由B原子和N原子通過共價鍵堆疊而成的層狀結(jié)構(gòu)材料，既是熱的良導(dǎo)體又是典型的絕緣體，且與很多常規(guī)無機填料相比具有良好的抗氧化性、抗腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性，與石墨烯、碳納米管等新型碳基填料相比不會發(fā)生電化學(xué)腐蝕又具有價格相對低廉的優(yōu)勢。然而氮化硼納米片與聚合物的分散相容性較差，會加大兩者之間的接觸缺陷從而影響致密連續(xù)性。如何進一步提高無機填料改性聚合物復(fù)合材料的金屬腐蝕防護性能，并保持良好的分散相容性，仍然是很多研究開發(fā)工作所面臨的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種金屬腐蝕防護聚合物復(fù)合材料及其制備方法。所述金屬腐蝕防護聚合物復(fù)合材料以聚合物環(huán)氧樹脂為基體，改性氮化硼納米片為填充材料，兩者分散相容性良好而且能夠充分發(fā)揮兩者各自優(yōu)異的性能，在金屬腐蝕防護領(lǐng)域具有極佳的應(yīng)用前景。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種金屬腐蝕防護聚合物復(fù)合材料，其由環(huán)氧樹脂為基體，改性氮化硼納米片為填充材料，但兩者組成的是三維連續(xù)結(jié)構(gòu)。

上述結(jié)構(gòu)的金屬腐蝕防護聚合物復(fù)合材料優(yōu)選采用以下方法獲得：

以環(huán)氧樹脂為基體，以改性氮化硼納米片為填料固化而得。

所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選為雙酚A類環(huán)氧樹脂，采用胺基類固化劑進行固化，按照每100份的環(huán)氧樹脂加入5～20份改性氮化硼納米片和22～23份的固化劑在無水乙醇中混合均勻并固化。

所述改性氮化硼納米片優(yōu)選通過下述方法獲得：將氮化硼納米片在水中超聲處理，然后加入Tris緩沖液混合均勻，之后再加入鞣酸進行改性。

其中，氮化硼納米片、Tris緩沖液以及鞣酸的投料質(zhì)量比為1-3:0.3-0.6:0.4-0.8。

所述Tris緩沖液的PH為7.5～8.5。

具體的，將氮化硼納米片置于去離子水中超聲處理3～5 h，然后將Tris緩沖液加入混合，并加入鞣酸在室溫下磁力攪拌2～3 h，之后將溶液洗滌至中性、干燥即得所述改性氮化硼納米片。

進一步，氮化硼納米片與去離子水的質(zhì)量比為1-3:300-500。

上述對氮化硼納米片改性所使用的原料優(yōu)選為通過化學(xué)氣相沉積法獲得的氮化硼納米片。

而通過化學(xué)氣相沉積法獲得氮化硼納米片的方法，優(yōu)選以質(zhì)量比為1:1～5:3的B2O3和B的混合物為硼源。