六方氮化硼环氧复合防腐涂料、其制备方法及应用技术

技术编号:15508747 阅读:472 留言:0更新日期:2017-06-04 02:54
本发明专利技术公开了一种六方氮化硼环氧复合防腐涂料、其制备方法及应用。所述防腐涂料主要由六方氮化硼、聚苯胺纳米纤维、环氧树脂、分散介质、涂料助剂、环氧树脂固化剂和溶剂等组成。本发明专利技术提供的六方氮化硼环氧复合防腐涂料具有贮存稳定性好,不易沉底等优点,且制备工艺简单、成本低廉,适宜规模化生产,而由其形成的涂层阻隔性能优异、抗腐性能持久,在化工、石油、电力、船舶、轻纺、储存、交通、航天等行业中有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
六方氮化硼环氧复合防腐涂料、其制备方法及应用
本专利技术具体涉及一种六方氮化硼环氧复合防腐涂料、其制备方法及应用,属于涂料

技术介绍
据统计,全世界每年腐蚀报废的金属约一亿吨,占年产量的20%~40%;而且随着工业化的进程的加速,腐蚀问题日趋严重化,估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备相当于年产量的30%,造成严重的经济损失。腐蚀还会带来惨重的人员伤亡、环境污染、资源浪费等危害,阻碍了新技术的发展、增加了自然资源的损耗。因此,金属腐蚀给国民经济和社会生活造成的严重危害已越来越为人们所认识重视。目前,表面涂层涂覆技术(例如:有机涂层和无机涂层)是腐蚀防护的通用措施,有机涂层制备工艺简单、成本低廉,适宜规模化生产等优点得到广泛的应用。有机涂层对金属的防护作用主要包括物理阻隔,钝化,防锈填料的保护,阴极保护等作用。但是,有机涂层材料并不是一个完美的阻隔体系,由于聚合物自身的分子链间隙会使涂层产生的孔隙,以及涂装过程中溶剂挥发产生的孔隙成为水汽、盐雾等腐蚀介质渗入的主要通道。为了延缓腐蚀的发生,防腐涂料中一般含有铬或铅等重金属化合物作为腐蚀抑制剂,对海洋环境和人类健康造成较大影响。随着人们环保和健康意识的增强,发展环境友好的无重金属的无毒防锈颜填料防腐涂料成为涂料发展的必然趋势。石墨烯的发现引起了学术界和产业界的重视,并在涂料领域得到广泛应用。作为二维材料家族成员之一的六方氮化硼,与石墨烯具有相似的结构;同时具有优异的化学和热稳定性,疏水性,阻隔性,热传导性润滑性以及力学性能。六方氮化硼具有绝缘性,如果将六方氮化硼用于涂料中,将比石墨烯表现出更好的耐腐蚀性。然而将六方氮化硼直接添加到高分子聚合物或树脂中,六方氮化硼由于π-π共轭作用和范德华力吸附作用而容易发生团聚,而难以均匀分散高分子聚合物或树脂中,导致微孔依然存在,形成的涂层的防护效果差。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种六方氮化硼环氧复合防腐涂料、其制备方法及应用,以克服现有技术中的不足。为实现前述专利技术目的,本专利技术采用的技术方案包括:本专利技术实施例提供了一种六方氮化硼环氧复合防腐涂料,其包含六方氮化硼、聚苯胺纳米纤维、环氧树脂、分散介质、涂料助剂、环氧树脂固化剂和溶剂等组分。较为优选的,所述六方氮化硼环氧复合防腐涂料中六方氮化硼的含量为0.5~2wt%。较为优选的,所述六方氮化硼环氧复合防腐涂料中中聚苯胺纳米纤维的含量为0.25%wt~1wt%。在一些较佳实施方案中,所述六方氮化硼环氧复合防腐涂料包括:组分一,包含:并且,组分一与组分二的质量为100:10~100:80。本专利技术实施例还提供了一种六方氮化硼环氧复合防腐涂料的制备方法,其包括:将六方氮化硼和聚苯胺纳米纤维均匀分散于溶剂中,制得六方氮化硼分散液,之后将所述六方氮化硼分散液与环氧树脂、助剂和溶剂混合均匀,形成组分一;以及,提供环氧树脂固化剂作为组分二,或者,将环氧树脂固化剂以溶剂稀释而形成组分二。本专利技术实施例还提供了所述六方氮化硼环氧复合防腐涂料的应用。例如,本专利技术实施例还提供了由所述六方氮化硼环氧复合防腐涂料形成的涂层。例如,本专利技术实施例还提供了一种涂层的制备方法,包括:将所述六方氮化硼环氧复合防腐涂料的组分一与组分二均匀混合后进行成膜处理,再经室温固化,形成所述涂层。与现有技术相比,本专利技术提供的六方氮化硼环氧复合防腐涂料具有贮存稳定性好,不易沉底等优点,制备工艺简单、成本低廉,适宜规模化生产,且由其形成的涂层阻隔性能优异、抗腐性能持久,在化工、石油、电力、船舶、轻纺、储存、交通、航天等行业中有很好的应用前景。附图说明图1是本专利技术实施例1中采用的一种聚丁基苯胺纳米纤维的透射电子显微镜照片。图2a-2b分别是本专利技术实施例1中未经过聚丁基苯胺纳米纤维分散处理的六方氮化硼在溶剂中的分散照片和经过聚丁基苯胺纳米纤维处理的六方氮化硼在溶剂中的分散照片。图3a-3d分别为对比例1纯环氧涂层的TEM图及实施例1~实施例3所获六方氮化硼环氧复合涂层的TEM图,。图4为对比例1纯环氧涂层及实施例1~实施例3所获六方氮化硼环氧复合涂层在质量分数为3.5wt%NaCl溶液中浸泡120天后的交流阻抗图谱的电位极化曲线(bode)图。图5为对比例1纯环氧涂层及实施例1~实施例3所获六方氮化硼环氧复合涂层的开路电位随浸泡时间变化曲线图。图6为对比例1纯环氧涂层及实施例1~实施例3所获六方氮化硼环氧复合涂层的吸水率曲线图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足,本案专利技术人经长期研究和大量实践,得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本专利技术实施例中提供了一种六方氮化硼环氧复合防腐涂料,其包含六方氮化硼、聚苯胺纳米纤维、环氧树脂、分散介质、涂料助剂、环氧树脂固化剂和溶剂等组分。较为优选的,所述六方氮化硼环氧复合防腐涂料中六方氮化硼的含量为0.5~2wt%。较为优选的,所述六方氮化硼环氧复合防腐涂料中中聚苯胺纳米纤维的含量为0.25%wt~1wt%。在一些较佳实施方案中,所述六方氮化硼环氧复合防腐涂料包括:组分一,包含:并且,组分一与组分二的质量为100:10~100:80。在使用所述六方氮化硼环氧复合防腐涂料前,可以将组分一与组分二均匀混合,之后再进行成膜处理等操作。进一步的,所述的六方氮化硼包括六方氮化硼纳米片、六方氮化硼微米片、六方氮化硼纳米带、少层六方氮化硼(2~5层)、多层六方氮化硼(5~9层)、六方氮化硼量子点以及这些六方氮化硼类材料的衍生物(化学修饰的六方氮化硼),但不限于此,优选为六方氮化硼纳米片。进一步的,所述的六方氮化硼的厚度可优选为≤20nm,更优选的,厚度≤10nm。进一步的,所述聚苯胺纳米纤维的材质可选自聚苯胺或者侧链含有取代基的聚苯胺,优选的,所述取代基包括甲基、乙基、丙基或丁基,优选的,所述侧链含有取代基的聚苯胺包括聚邻甲基苯胺、聚邻乙基苯胺、聚邻丙基苯胺、聚丁基苯胺的任意一种或两种以上的组合,但不限于此。进一步的,所述聚苯胺纳米纤维的直径为10~300nm,优选直径为10~100nm。进一步的,所述聚苯胺纳米纤维的长度为0.5~5μm,优选长度为0.5~2μm。进一步的,前述聚苯胺或者侧链含有取代基的聚苯胺均为本征态聚苯胺。进一步的,述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、羟甲基双酚F型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、尼龙改性环氧树脂、线型苯酚甲醛环氧树脂、邻甲酚甲醛环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油脂型环氧树脂、缩水甘油胺型等环氧树脂中的任意一种或两种以上的组合,但不限于此。进一步的,所述环氧树脂固化剂包括聚酰胺类固化剂、腰果酚固化剂和咪唑类固化剂中的任意一种或两种以上的组合,但不限于此。进一步的,所述涂料助剂还可包括防沉剂、消泡剂或流平剂中的一种或多种。其中,所述防沉剂包括气相二氧化硅、聚酰胺蜡和有机膨润土中的任意一种或两种以上的组合,但不限于此。其中,所述消泡剂包括二甲基硅油、醚酯化合物、改性矿物油、聚乙氧基甘油醚、小分子金属有机物和改性有机硅聚合物,但不限于此。其中,所述流平剂包括乙二醇丁醚、醋丁纤维素、聚丙烯酸酯类、硅油、羟甲基纤维素、聚二甲基硅烷、聚甲基苯基硅氧烷和改性有机硅化合物中的任意本文档来自技高网
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六方氮化硼环氧复合防腐涂料、其制备方法及应用

【技术保护点】
一种六方氮化硼环氧复合防腐涂料,其特征在于包括:组分一,包含:环氧树脂 50~79wt%,六方氮化硼 0.5~2wt%,聚苯胺纳米纤维 0.25~1wt%,涂料助剂 0.5~5wt%,溶剂 20~30wt%;以及,组分二,包含:环氧树脂固化剂 75~100wt%,溶剂 0~25wt%;并且,组分一与组分二的质量为100:10~100:80。

【技术特征摘要】
1.一种六方氮化硼环氧复合防腐涂料,其特征在于包括:组分一,包含:环氧树脂50~79wt%,六方氮化硼0.5~2wt%,聚苯胺纳米纤维0.25~1wt%,涂料助剂0.5~5wt%,溶剂20~30wt%;以及,组分二,包含:环氧树脂固化剂75~100wt%,溶剂0~25wt%;并且,组分一与组分二的质量为100:10~100:80。2.根据权利要求所述的六方氮化硼环氧复合防腐涂料,其特征在于:所述六方氮化硼的厚度为≤20nm,优选为≤10nm;和/或,所述六方氮化硼包括六方氮化硼纳米片、六方氮化硼微米片、六方氮化硼纳米带、层数为2~5层的少层六方氮化硼、层数为5~9层的多层六方氮化硼、六方氮化硼量子点中的任意一种或任意一种的衍生物;优选的,所述六方氮化硼为六方氮化硼纳米片;优选的,所述衍生物选自化学修饰的六方氮化硼。3.根据权利要求1所述的六方氮化硼环氧复合防腐涂料,其特征在于:所述聚苯胺纳米纤维的材质选自聚苯胺或者含有取代基的聚苯胺,优选的,所述取代基包括烷基或胺基,所述烷基包括甲基、乙基、丙基或丁基,优选的,所述含有取代基的聚苯胺包括聚邻甲基苯胺、聚邻乙基苯胺、聚邻丙基苯胺、聚丁基苯胺和聚邻苯二胺中的任意一种或两种以上的组合;和/或,所述聚苯胺纳米纤维的直径为10~300nm,优选为10~100nm,长度为0.5~5μm,优选为0.5~2μm。4.根据权利要求1所述的六方氮化硼环氧复合防腐涂料,其特征在于:所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、羟甲基双酚F型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、尼龙改性环氧树脂、线型苯酚甲醛环氧树脂、邻甲酚甲醛环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油脂型环氧树脂、缩水甘油胺型等环氧树脂中...

【专利技术属性】
技术研发人员:王立平崔明君邱诗惠陈诚赵海超
申请(专利权)人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所
类型:发明
国别省市:浙江,33

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