一种具有自愈合能力的耐磨防腐涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有自愈合能力的耐磨防腐涂料及其制备方法和应用。本发明专利技术首先制备了改性纳米无机材料和改性立方氮化硼，然后将两者复合得到复合填料粉末，另外，将8

【技术实现步骤摘要】
一种具有自愈合能力的耐磨防腐涂料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于金属防腐蚀涂层领域，尤其涉及一种改性立方氮化硼、改性氧化石墨烯作为填料填充环氧树脂与8
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羟基喹啉复配的复合涂层。

技术介绍

[0002]随着汽车轻量化的进行，铝合金越来越多被用到车辆之中。铝合金零部件在一些工况下的长时间磨损、各种环境下的腐蚀也愈发成为汽车工业发展中一个棘手的问题。轻则带来经济损失，重则带来人员伤亡。有机涂层是一种有效金属防护方式，但是传统的有机涂层如环氧树脂等越来越难以满足铝合金防护的需求。
[0003]随着科技的日新月异，一些二维纳米材料如氧化石墨烯、六方氮化硼等被逐渐的用在有机涂层作为填料共同防腐。但是这些二维填料由于Π
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Π间的作用力，在有机涂层中很容易形成团聚现象，导致涂层的防腐性能低下。
[0004]为了防止二维填料在有机涂层中的团聚现象，不少学者用一些大分子如聚苯胺枝节氧化石墨烯。形成对氧化石墨烯的包裹，从而改善氧化石墨烯在有机涂层中的分散性。但是大多数这种类型的物质会对环境产生污染，而且满足不了涂层的耐磨性能。
[0005]与此同时，有机涂层只能起到物理屏障作用，并不能改变铝合金表面钝化状态，在有机涂层受到破坏导致被保护基底被腐蚀时，随着破坏时间增加，基底腐蚀情况成倍增加，而缓蚀剂是作为有机涂层受到破坏后的最后一道屏障，极少量的添加就能极大的提高基底的耐蚀性能。

技术实现思路

[0006]针对现有技术不足，本专利技术的目的在于提供一种具有自愈合能力的耐磨防腐涂料及其制备方法和应用。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0008]一种具有自愈合能力的耐磨防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0009](1)采用偶联剂枝节氧化石墨烯，得到改性氧化石墨烯(f
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GO)粉末，记为粉末A；采用偶联剂枝节立方氮化硼，得到改性立方氮化硼(f
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CBN)粉末，记为粉末B；
[0010](2)将步骤(1)所述粉末A和粉末B分散于N,N
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二甲基甲酰胺(DMF)中，然后在80～100℃搅拌反应6～12h，最后将反应后的产物洗涤、离心和干燥后，研磨得到复合填料(f
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GO/f
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CBN)粉末，记为粉末C；
[0011](3)将8
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羟基喹啉于水中超声分散后加热形成饱和溶液，将饱和溶液加入到环氧树脂中，分散后得到溶液；将步骤(3)所述粉末C加入到所述溶液中，再加固化剂，搅拌混合均匀后，即制备得到所述具有自愈合能力的耐磨防腐涂料。
[0012]优选的，步骤(1)所述采用偶联剂枝节氧化石墨烯的方式为：将无水乙醇和水混合后，加入氧化石墨烯和硅烷偶联剂，经超声分散后，于60～80℃下搅拌反应5～6h，最后经过离心、洗涤、真空干燥和研磨即可。
[0013]优选的，所述无水乙醇和水的体积比为100：10～20。
[0014]优选的，所述氧化石墨烯与无水乙醇的加入量为0.1g：100mL。
[0015]优选的，所述氧化石墨烯和硅烷偶联剂的质量比为1～2：10。
[0016]优选的，所述硅烷偶联剂为KH560、KH186和GPTMS((3
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缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷)中的至少一种。
[0017]优选的，步骤(1)所述采用偶联剂枝节立方氮化硼的方式为：将立方氮化硼溶于无水乙醇中，于160～180℃下保温6～8h进行水热反应，将反应产物离心、洗涤、真空干燥和研磨即可，得到羟基化立方氮化硼；将无水乙醇和水混合后，加入羟基化立方氮化硼和硅烷偶联剂，经超声分散后，于60℃下搅拌反应6h，最后经过离心、洗涤、真空干燥和研磨即可。
[0018]优选的，采用偶联剂枝节立方氮化硼中，无水乙醇和水的体积比为1:1；硅烷偶联剂：立方氮化硼：无水乙醇的加入量为1g：0.2g：100mL。
[0019]优选的，所述硅烷偶联剂为KH550。
[0020]优选的，步骤(2)所述粉末A和粉末B的质量比为1～5：5～1。
[0021]优选的，步骤(2)所述N,N
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二甲基甲酰胺只是充当反应环境有利于反应发生，主要反应是粉末A的环氧基和粉末B的氨基反应，实际不参与反应。
[0022]优选的，步骤(2)所述洗涤为采用无水乙醇洗涤。
[0023]优选的，步骤(2)所述离心的方式为：在8000～10000r/min条件下离心10～15min。
[0024]优选的，步骤(2)所述干燥的方式为：在60℃下真空干燥10～12h。
[0025]优选的，步骤(3)所述环氧树脂：8羟基喹啉的质量比＝100：5～10。
[0026]优选的，步骤(3)所述环氧树脂为环氧树脂E44、E51和E42中的至少一种。
[0027]优选的，步骤(3)所述粉末C与溶液的质量比为2～15：100。
[0028]优选的，步骤(3)所述固化剂与溶液的质量比为25～35：100。
[0029]优选的，步骤(3)所述固化剂为T31固化剂、聚酰胺固化剂650和聚酰胺固化剂651中的至少一种。
[0030]优选的，步骤(3)中，在加入固化剂的同时还加入了N
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甲基2
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吡咯烷酮，其作用是干燥涂料、减少环氧树脂固化过程中产生的孔洞和裂纹、提高涂层的机械强度。
[0031]优选的，所述N
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甲基2
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吡咯烷酮的加入量为1～2mL。
[0032]上述一种具有自愈合能力的耐磨防腐涂料的制备方法制备得到的具有自愈合能力的耐磨防腐涂料。
[0033]上述具有自愈合能力的耐磨防腐涂料在制备铝合金防腐涂层中的应用。
[0034]优选的，所述应用包括如下步骤：将具有自愈合能力的耐磨防腐涂料均匀涂覆于经过预处理的铝合金表面，室温固化后，即制得防腐涂层，所述涂覆用量为0.5g/cm2。
[0035]优选的，所述室温固化的时间为24～48h。
[0036]优选的，所述预处理的方式为：先用脱脂剂清洗，然后进行丙酮除油，最后经过水冲洗后进行干燥处理。
[0037]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0038]本专利技术利用到纳米无机材料立方氮化硼，其本身所具有的超高硬度、超强耐磨性以及良好化学稳定性，常被用作刀具材料用在切削场合。将其与氧化石墨烯复合添加在环氧树脂涂层之中，不仅能够有效的减少氧化石墨烯之间的聚集，填补环氧树脂固化成型之
后形成的孔洞，从而提升涂层的防腐性能，还能有效提升涂层的耐磨性能。8
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羟基喹啉的作用为：当腐蚀分子在涂层中扩散直至逐渐到达Al金属基底界面从而破坏金属基底，使Al变成Al
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时，涂层与金属基底界面处的“警卫”——8
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羟基喹啉开始“清理”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自愈合能力的耐磨防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采用偶联剂枝节氧化石墨烯，得到改性氧化石墨烯粉末，记为粉末A；采用偶联剂枝节立方氮化硼，得到改性立方氮化硼粉末，记为粉末B；(2)将步骤(1)所述粉末A和粉末B分散于N,N
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二甲基甲酰胺中，然后在80～100℃搅拌反应6～12h，最后将反应后的产物洗涤、离心和干燥后，研磨得到复合填料粉末，记为粉末C；(3)将8
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羟基喹啉于水中超声分散，然后加热形成饱和溶液，将饱和溶液加入到环氧树脂中，分散后得到溶液；将步骤(3)所述粉末C加入到所述溶液中，再加固化剂，搅拌混合均匀后，即制备得到所述具有自愈合能力的耐磨防腐涂料。2.根据权利要求1所述一种具有自愈合能力的耐磨防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述采用偶联剂枝节氧化石墨烯的方式为：将无水乙醇和水混合后，加入氧化石墨烯和硅烷偶联剂，经超声分散后，于60～80℃下搅拌反应5～6h，最后经过离心、洗涤、真空干燥和研磨即可。3.根据权利要求2所述一种具有自愈合能力的耐磨防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述无水乙醇和水的体积比为100：10～20；所述氧化石墨烯与无水乙醇的加入量为0.1g：100mL；所述氧化石墨烯和硅烷偶联剂的质量比为1～2：10；所述硅烷偶联剂为KH560、KH186和(3
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缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷中的至少一种。4.根据权利要求1所述一种具有自愈合能力的耐磨防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述采用偶联剂枝节立方氮化硼的方式为：将立方氮化硼溶于无水乙醇中，于160～180℃下保温6～8h进行水热反应，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅辉，张孟栋，蒋康涛，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：