[發明專利]一種防腐蝕摩擦發電涂層材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011053585.5
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112194943A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 王道愛;孫國蘊;劉玉鵬;劉盈;周峰
• 申請（專利權）人: 青島市資源化學與新材料研究中心（中國科學院蘭州化學物理研究所青島研究發展中心）;中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C09D133/04
• 分類號: C09D133/04;C09D127/18;C09D5/08;C09D7/62
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙琪

本發明提供了一種防腐蝕摩擦發電涂層材料及其制備方法和應用，屬于涂層材料技術領域。本發明提供的防腐蝕摩擦發電涂層材料具有良好的摩擦起電性能，可應用于多種導電材料表面，能夠有效收集環境中的摩擦能源(比如波浪能)；同時，本發明提供的防腐蝕摩擦發電涂層材料涂層具有良好的防腐蝕性能，對基材具有保護作用，能有效保護海洋中的基材不受腐蝕侵害；本發明提供的防腐蝕摩擦發電涂層材料可用于水環境(比如海洋、江河湖海)中作為水上裝備(比如船舶、海工設備或水上浮標)的發電防腐涂層，而且磨擦所產生的電能可以起到照明、驅動、傳感及陰極保護腐蝕防護等作用。

技術領域

本發明涉及涂層材料技術領域，尤其涉及一種防腐蝕摩擦發電涂層材料及其制備方法和應用。

背景技術

海洋能具有蘊藏量大、地域廣等優勢，但與風能和太陽能等可再生能源發電相比，其電能轉化利用一直充滿挑戰，在海洋中無論是波浪、潮汐還是海流等，其運動頻率都比較低，約在0.1～5Hz之間，并且這些運動沒有規律，很難利用電磁發電機對其進行有效的能量收集和轉化。此外，海上腐蝕問題同樣是人類開發利用海洋資源的絆腳石，海洋腐蝕不僅會造成經濟損失，還有可能引起石油管路破裂、船舶時空等災難性事故的發生，對人身安全構成威脅。因此，防治海洋腐蝕迫在眉睫。

目前，船舶、海上橋梁、碼頭鋼鐵設施和海上平臺等大型設施的防腐措施主要有陰極保護和使用防腐涂層。而且，中國專利CN202818150U、CN203445807U、CN104052327A等設計了不同結構的摩擦發電裝置，實現了多種形式摩擦能的收集；但是這些裝置使用的摩擦材料都是成品聚合物，在不規則表面施工或大面積應用時會受到很大的限制；同時，該專利中所用材料的表面均有納米結構，制備成本高，在實際使用過程中易磨損，影響其發電效率。中國專利CN201710225554提出了一種基于摩擦起電的能量收集涂層材料，能夠在不規則表面大規模涂裝，然而該涂層的功能單一，并且光固化過程對施工環境要求嚴格。然而，以上方法均未實現收集能量與防腐的結合。

發明內容

本發明的目的在于提供一種防腐蝕摩擦發電涂層材料及其制備方法和應用，所述防腐蝕摩擦發電涂層材料兼具良好的摩擦發電性能和防腐性能。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種防腐蝕摩擦發電涂層材料，包括以下質量份數的原料：

羥基丙烯酸樹脂30～60份，含氟丙烯酸樹脂10～50份，氟化改性納米顆粒3～6份，聚四氟乙烯7～19份，氟化填料5～23份，稀釋劑18～44份，固化劑16～31份，成膜助劑1～7份。

優選的，以質量百分含量計，所述含氟丙烯酸樹脂的含氟量為10～25％。

優選的，所述氟化改性納米顆粒中的納米顆粒為納米氧化鋅、納米二氧化硅、納米二氧化鈦和納米二氧化鋯中的一種或幾種。

優選的，所述氟化改性納米顆粒的粒徑為10～300nm；所述聚四氟乙烯的粒徑為10～300nm。

優選的，所述氟化填料為氟化石墨、氟化石蠟和氟化蒙脫石的一種或多種。

優選的，所述稀釋劑為甲苯、二甲苯、醋酸丁酯和醋酸乙酯中的一種或幾種。

優選的，所述固化劑為N75、N3300、HT100或HT600。

優選的，所述成膜助劑為分散劑、消泡劑和偶聯劑中的一種或多種。

本發明提供了上述技術方案所述防腐蝕摩擦發電涂層材料的制備方法，包括以下步驟：

將所述羥基丙烯酸樹脂、含氟丙烯酸樹脂、氟化改性納米顆粒、聚四氟乙烯、氟化填料、稀釋劑和成膜助劑進行第一混合，得到混合物料；

將所述混合物料與固化劑進行第二混合，得到防腐蝕摩擦發電涂層材料。