一种电绝缘性强的纳米金属材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电绝缘性强的纳米金属材料及其制备方法，将纳米级微粒的钛合金金属颗粒吸附在导电的磁体表面，进行阳极氧化，阳极氧化时在颗粒表面生成二氧化钛钝化膜，使钛合金金属颗粒表面电子传递速率减小，使钛合金纳米金属颗粒不导电；热等静压进行成型时进行三次通入惰性气体和三次保温后，制得的纳米金属材料中存在较大的缝隙，质量变轻、厚度表薄；将液态的有机硅改性丙烯酸树脂刷在成型后纳米金属材料表层，立刻放入冷水中降温，通过这种方式将有机硅改性丙烯酸树脂包覆在纳米金属材料外层，降低表面能，使海洋生物难以附着或附着后容易脱落，达到防污效果。达到防污效果。

【技术实现步骤摘要】
一种电绝缘性强的纳米金属材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及新材料领域，具体为一种电绝缘性强的纳米金属材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]船舶在海洋上航行，与海水接触部分不仅受海水强烈的电化学腐蚀，还受海洋生物附着的污损；海水对于钢质材料来说是一种非常强的腐蚀性介质，而许多海洋生物和微生物能吸附于船底、螺旋桨、船舶管路及其他金属结构表面并生长和繁殖.特别是在温暖的海域和春夏两季，这些有害生物迅速生长繁殖，污损特别严重；这些海洋生物和微生物能破坏船体表面防腐蚀保护层使船体的漆膜脱落；吸附在船底、螺旋桨表面增加了船舶的阻力，增加了油耗；吸附在船舶管路中造成管路的堵塞，而有些附着生物本身就对金属有腐蚀作用；海水和微生物腐蚀降低了船舶的使用寿命，增加了维护、维修的费用，更严重危害着船舶的安全。
[0003]金属在海水中受化海洋生物和微生物而发生破坏，金属结构腐蚀后会导致材料变薄强度变低，有时发生穿孔或断裂，甚至结构破坏。因此船舶中使用的设备的防腐层，不仅需要电绝缘性较高的表面，还需要防水的特性。所以研究制备一种电绝缘性较高，且防微生物附着的轻质纳米金属材料作为船舶设备的防腐层是非常有发展前景的。因此，制备一种防微生物附着、轻质的电绝缘性强的纳米金属材料是非常有必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种电绝缘性强的纳米金属材料，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术第一方面提供如下技术方案：一种电绝缘性强的纳米金属材料，其特征在于，
[0006]电绝缘性强的纳米金属材料的工艺流程为：
[0007]粉碎钛合金粉末，钛合金金属颗粒除油，阳极氧化，成型，有机硅改性丙烯酸树脂制备，涂层制得成品。
[0008]优选的，包括以下具体步骤：
[0009](1)将钛合金粉末置于球磨机中进行球磨，球磨时间为15～30h，将球磨后的钛合金颗粒过筛100目，得到纳米级微粒的钛合金金属颗粒；
[0010](2)用乙酸乙酯或丙酮擦除纳米钛合金金属颗粒表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗，清洗后置于烘干机中进行干燥；
[0011](3)将干燥后的纳米钛合金金属颗粒吸附在磁体表面，放置于两电极阳极氧化装置中，磁体作为阳极，钛基电极作为阴极，在室温下进行，当磁体表面颗粒全部脱落时，断开电源，将金属颗粒捞出后，进行阴极极化，电解液中气泡消失后，拿出在磁体再次吸附纳米钛合金金属颗粒，再次进行阳极氧化，制备得到电绝缘性强的钛合金纳米金属颗粒；
[0012](4)将步骤(3)制备得到电绝缘性强的钛合金纳米金属颗粒放置在上下可伸缩的
密闭容器中，进行特殊的热等静压技术进行成型，调节温度和压力，升温时通入惰性气体，稳定后，进行第一次保温；当密闭容器收缩至不再变化后，再次通入惰性气体，使密闭容器恢复时，进行第二次保温；当密闭容器收缩至不再变化后，再次通入惰性气体，使密闭容器恢复时，进行第三次保温，降温得到成型的纳米金属材料；
[0013](5)制备有机硅改性丙烯酸树脂溶液；
[0014](6)将步骤(5)制得的有机硅改性丙烯酸树脂溶液，刷在成型后纳米钛合金金属材料表层，立刻放入冷水中降至室温，干燥后制得成品。
[0015]优选的，上述步骤(3)中：恒电流阳极氧化的电流密度为1～2mA/cm2，阳极氧化的电势为2～100V，阴极极化的电势为
‑
100～
‑
2V。
[0016]优选的，上述步骤(3)中：阳极氧化时间为0.5～1h；阴极极化时间为5～10min。
[0017]优选的，上述步骤(4)中：上下可伸缩的密闭容器厚度为10～40cm；调节温度至1400～1600℃，压力为30～50MPa。
[0018]优选的，上述步骤(4)中：第一次保温时间为1～2h，第二次保温时间为3～5h，第三次保温时间为1～2h。
[0019]优选的，上述步骤(5)中：有机硅改性丙烯酸树脂溶液制备方法为：将有机硅、过氧化苯甲酰、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸均匀混合备用，有机硅、过氧化苯甲酰、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸质量比为2：3：3：5：8，取二甲苯加入三口烧瓶中，水浴加热至80℃，将混合液的1/3加入烧瓶，保持在75～80℃反应1h，剩余的混合液用连续滴加法滴加，滴加时间3～5h，滴加后恒温反应0.5～1h，再加入少量过氧化苯甲酰，恒温反应0.5～1h，继续加入少量过氧化苯甲酰，恒温反应2h，制得有机硅改性丙烯酸树脂溶液保温备用。
[0020]优选的，上述步骤(6)中：刷在成型后纳米钛合金金属材料表层的有机硅改性丙烯酸树脂溶液，厚度为0.05～0.1mm。
[0021]本专利技术第二方面，电绝缘性强的纳米金属材料的制备方法，其特征在于，所述电绝缘性强的纳米金属材料的制备方法制得的复合吸附剂括以下重量份数的原料：40～80份钛合金粉末、1～2份有机硅改性丙烯酸树脂。
[0022]优选的，上述机硅改性丙烯酸树脂中有机硅含量为10～20％。
[0023]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0024]使用机械合金法将钛合金粉末粉碎，过筛得到纳米级微粒的钛合金金属颗粒，将钛合金金属颗粒进行除油后，将其吸附在导电的磁体表面，进行阳极氧化，待全部颗粒脱落后进行阴极极化，气泡消失后，拿出在导电的磁体再次吸附钛合金金属颗粒，再进行阳极氧化，直至得到所需纳米钛合金颗粒质量；阳极氧化时在颗粒表面生成二氧化钛钝化膜，二氧化钛电阻率大，使钛合金金属颗粒表面电子传递速率减小，使钛合金纳米金属颗粒不导电，伴随阳极氧化，磁体表面也会形成二氧化钛钝化膜，无法导电；纳米钛合金颗粒完全脱落后进行阴极极化，溶液中的氢离子穿过二氧化钛被还原成氢气逸出，二氧化钛钝化膜溶解，磁体重新具备导电能力，继续进行电绝缘性强的钛合金纳米金属颗粒制备。
[0025]使用特殊的热等静压技术进行成型，将纳米金属颗粒制成纳米金属材料；将纳米金属颗粒放置在可伸缩的密闭容器中，升温升压时通入惰性气体，温度压力一定时，进行第一次保温；当密闭容器收缩后再次通入惰性气体，使密闭容器恢复，进行第二次保温；当密闭容器收缩后再次通入惰性气体，使密闭容器恢复，进行第三次保温；第三次保温后密闭容
器收缩至不再变化时，进行降温，制得纳米金属材料；这种特殊的烧结方法，使制得的纳米金属材料中存在较大的缝隙，不仅质量变轻、厚度表薄，涂覆防腐蚀膜后，用于船舶的船体上时会使浮力变大，降低船舶的吃水线，而制成的船舶设备在落入海水中会浮在海水表面，便于打捞。
[0026]将液态的有机硅改性丙烯酸树脂刷在成型后纳米金属材料表层，立刻放入冷水中降温，使有机硅改性丙烯酸树脂流入缝隙时将表面的纳米金属颗粒包裹且瞬间固化，通过这种方式将有机硅改性丙烯酸树脂包覆在纳米金属材料外层，降低表面能，使海洋生物难以附着或附着后容易脱落，达到防污效果。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电绝缘性强的纳米金属材料的制备方法，其特征在于，制备电绝缘性强的纳米金属材料的工艺流程为：粉碎钛合金粉末，钛合金金属颗粒除油，阳极氧化，成型，有机硅改性丙烯酸树脂制备，涂层制得成品。2.根据权利要求1所述的一种电绝缘性强的纳米金属材料的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：(1)将钛合金粉末置于球磨机中进行球磨，球磨时间为15～30h，将球磨后的钛合金颗粒过筛100目，得到纳米级微粒的钛合金金属颗粒；(2)用乙酸乙酯或丙酮擦除纳米钛合金金属颗粒表面的油污，再用去离子水或蒸馏水清洗，清洗后置于烘干机中进行干燥；(3)将干燥后的纳米钛合金金属颗粒吸附在磁体表面，放置于两电极阳极氧化装置中，磁体作为阳极，钛基电极作为阴极，在室温下进行，当磁体表面颗粒全部脱落时，断开电源，将金属颗粒捞出后，进行阴极极化，电解液中气泡消失后，拿出在磁体再次吸附纳米钛合金金属颗粒，再次进行阳极氧化，制备得到电绝缘性强的钛合金纳米金属颗粒；(4)将步骤(3)制备得到电绝缘性强的钛合金纳米金属颗粒放置在上下可伸缩的密闭容器中，进行特殊的热等静压技术进行成型，调节温度和压力，升温时通入惰性气体，稳定后，进行第一次保温；当密闭容器收缩至不再变化后，再次通入惰性气体，使密闭容器恢复时，进行第二次保温；当密闭容器收缩至不再变化后，再次通入惰性气体，使密闭容器恢复时，进行第三次保温，降温得到成型的纳米金属材料；(5)制备有机硅改性丙烯酸树脂溶液；(6)将步骤(5)制得的有机硅改性丙烯酸树脂溶液，刷在成型后纳米钛合金金属材料表层，立刻放入冷水中降至室温，干燥后制得成品。3.根据权利要求2所述的一种电绝缘性强的纳米金属材料的制备方法，其特征在于：上述步骤(3)中：恒电流阳极氧化的电流密度为1～2mA/cm2，阳极氧化的电势为2～100V，阴极极化的电势为
‑
100～
‑
2V。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：何新坚，
申请(专利权)人：何新坚，
类型：发明
国别省市：