[發明專利]一種包含鋅改性納米碳纖維和表面改性劑的涂料

有效

• 申請號: 202010760002.6
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111808483B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 鄧忠元
• 申請（專利權）人: 南北兄弟藥業投資有限公司
• 主分類號: C09D125/14
• 分類號: C09D125/14;C09D5/08;C09D7/62;C09D7/65;D01F9/21;D01F9/16;D01F11/10
• 代理公司: 深圳市優賽諾知識產權代理事務所(普通合伙) 44461
• 代理人: 姜芬

本發明涉及一種包含鋅改性納米碳纖維和表面改性劑的涂料，所述涂料包含以下質量份數的組分：溶劑36?48份、丙烯酸乳液40?60份、鋅改性納米碳纖維10?25份、表面改性劑10?15份、分散劑1.0?1.5份、潤濕劑0.06?0.15份、消泡劑0.05?0.2份和固化劑2.5?5.5份。本發明所述涂料通過加入表面改性劑和鋅改性納米碳纖維，極大地提高了耐磨性和耐腐蝕性。

技術領域

本發明涉及材料領域，具體涉及一種包含鋅改性納米碳纖維和表面改性劑的涂料及其制備方法。

背景技術

鋼鐵制品由于在空氣、水中等的腐蝕，會造成十分巨大的損失。從世界范圍上來看，所有材料每年因腐蝕損失約1％的重量，腐蝕帶來的經濟損失約占國家經濟總量的4％。人們積極研究和采用各種防腐措施，防腐涂料高速發展。目前使用的涂料存在與金屬表面的結合力弱、耐候性差、力學性能差等缺點。

因此，急需一種與鋼鐵表面結合力強、防腐蝕能力強的涂料。

發明內容

為解決上述問題，本發明一方面提供一種涂料，所述涂料包含以下質量份數的組分：溶劑36-48份、丙烯酸乳液40-60份、鋅改性納米碳纖維10-25份、表面改性劑10-15份、分散劑1.0-1.5份、潤濕劑0.06-0.15份、消泡劑0.05-0.2份、固化劑2.5-5.5份。

在其中一種實施方案中，所述溶劑為乙醇、乙二醇、乙二醇二甲醚、甲基叔丁基醚、丙三醇、正丁醇、乙酸乙酯、丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、四氫呋喃、環己酮、N-甲基吡咯烷酮中的至少一種。

溶劑的種類和用量沒有特別限制，能實現涂料組分溶解或均勻分散的效果即可。優選地，本發明所述溶劑為二甲苯、環己烷與乙酸乙酯的混合物，所述二甲苯、環己烷與乙酸乙酯的體積比為(0.3-0.5)：(0.4-0.6)：1。

本發明使用丙烯酸乳液可通過市售購買得到，按產品的組成可以分為純丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液等；本發明乳液優選苯丙乳液。

在其中一種實施方案中，所述鋅改性納米碳纖維可以通過如下方法制備得到：將纖維素、金屬鋅鹽和高分子聚合物溶于溶劑中制成紡絲液，進行靜電紡絲，再經過碳化處理和氫化處理，即可得到鋅改性納米碳纖維。

在另外一些實施方案中，所述金屬鋅鹽為硝酸鋅、氯化鋅、硫酸鋅或醋酸鋅中的一種或多種。

在另外一些實施方案中，所述高分子聚合物為聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羥丙基甲基纖維素、丙烯酸樹脂、聚氨酯、改性有機硅樹脂、水性環氧樹脂、改性酚醛樹脂中的一種或多種。

在另外一些實施方案中，所述溶劑為水、乙醇、異丙醇、乙二醇、丙二醇、二氯乙烷、三氯乙烷、甲苯、二甲苯、1,4-二氧六環或丙酮中的一種或多種。

在另外一些實施方案中，所述靜電紡絲參數為：紡絲電壓15-40kV、紡絲距離10-25cm、溶液推進速率為1-5mL/h。

在另外一些實施方案中，所述碳化處理為在空氣氣氛中以1-5℃/min速率升溫至150-200℃，保溫時間為1-3h。

在另外一些實施方案中，所述氫化處理為在氫氣爐中以1-5℃/min速率升溫500-650℃，保溫時間為2-6h。

在另外一些實施方案中，所述纖維素和金屬鋅鹽的質量比為1：(0.8-1.5)。

在另外一些實施方案中，所述纖維素為竹纖維素。

過高的鋅粉含量對環境存在一定危害，本發明在涂料配方中加入鋅改性納米碳纖維，極大地降低了鋅的用量，減少了環境污染；并且與無機富鋅涂料相比，能夠保證涂膜不因裂紋而剝落，顯著提高了防腐蝕效果。

在其中一種實施方案中，所述表面改性劑為具有如下結構的化合物：