一种复合涂层、其制备方法及应用技术

本申请公开了一种复合涂层及其制备方法和应用。本申请复合涂层包括聚漆酚和纳米二氧化钛，纳米二氧化钛嵌入聚漆酚中。电化学聚合后的聚漆酚和纳米TiO

A composite coating, its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种复合涂层、其制备方法及应用
本申请涉及一种复合涂层、其制备方法及应用，属于涂料

技术介绍
漆酚，生漆的主要成分，含量40～70％。为邻苯二酚的几种带有不饱和支链的衍生物的混合物，具有优异的耐腐蚀性、耐酸碱性能、耐热性能、自干性等，在特种防腐漆上有一定市场。碳钢材料因其优异的机械性能和加工性能，成为重要的结构材料，应用于整个工业领域。然而，碳钢材料在使用过程中，特别是在酸性及中性环境中易发生腐蚀，这不仅导致严重的经济损失，而且还会造成大量的安全问题。因此碳钢材料的抗腐蚀防护正日益成为世界各国面临的重要问题。目前已有多种方法应用于延缓金属材料的腐蚀，如对金属材料进行腐蚀抑制剂浸渍处理、表面涂层保护和牺牲阳极防腐蚀等。其中传统有机防腐膜制备方法有浸涂、刷涂、喷涂等，这些传统制膜方法常常造成一些气孔和裂纹在薄膜中，极大地影响膜层的均匀性与致密性，不利于金属基材的腐蚀防护。
技术实现思路
根据本申请的一个方面，提供了一种复合涂层，该复合涂层结构致密、均匀，且具备优异的防腐性能，纳米TiO2的引入，改善了漆酚涂层的力学性能、热性能等。本申请使用的电化学聚合是一种绿色环保的技术，具有反应条件简单、易于控制、单体适用范围广和聚合条件温和等特点，可制备出具有新的功能和特性的材料。研究发现直接在金属基底表面利用电聚合技术制备有机防护膜不仅可以提高基底与有机防护膜之间的结合力，而且相比于传统浸涂法，通过电聚合制备的有机防护膜通常具有更高的致密性。纳米TiO2具有光催化活性，可应用于自清洁表面领域。TiO2水合后表面的羟基能够和漆酚的酚羟基及漆酚聚合后分子中的氧原子发生作用，这也有利于漆酚涂料和纳米TiO2的相容。因此,如果能将TiO2分散在漆液中，然后电镀在钢板上，制得致密平整的聚漆酚/纳米TiO2复合涂层。此方法可以加速漆膜的干燥,同时又能提高涂料具有的热性能、机械性能等，扩宽漆材料的应用范围。本申请提供了一种复合涂层，包括聚漆酚和纳米二氧化钛，所述纳米二氧化钛嵌入所述聚漆酚中。可选地，所述复合涂层中纳米二氧化钛的质量含量为0.2～1.0％。可选地，所述复合涂层的厚度为0.13～0.15mm。本申请的另一方面，还提供了一种制备上述复合涂层的方法，至少包括以下步骤：将含有漆酚和纳米TiO2的复合液，电化学聚合，得到所述复合涂层。可选地，所述漆酚和纳米TiO2的质量比为10：0.2～10：1。可选地，所述复合液中还含有电解液；所述电解液包括水、无机盐溶液中的至少一种。可选地，所述无机盐溶液包括氯化钠溶液、硫酸钠溶液中的至少一种。可选地，所述复合液中还含有溶剂A和溶剂B；所述溶剂A为有机溶剂；所述有机溶剂选自乙醇、甲醇中的至少一种；所述溶剂B选自水、乙醇中的至少一种。可选地，所述复合液至少采用以下步骤制备得到：a)获得含有漆酚的溶液A；b)将乙醇水溶液加入到溶液A中，得到溶液B；c)将TiO2溶胶加入所述溶液B中，得到所述复合液。可选地，在步骤a)中，所述溶液A中还含有所述溶剂A；所述漆酚在所述溶液A中的质量百分含量为8～10.0wt％。可选地，在步骤b)中，乙醇在所述乙醇水溶液中的质量百分含量为18～20wt％；所述乙醇水溶液与溶液A的质量比为1：1.1～1：1.2。在步骤c)中，所述TiO2溶胶中的纳米TiO2质量浓度为2～10wt％；所述TiO2溶胶与溶液B的质量比为0.2：10～1：10。可选地，所述电化学聚合的条件为：电化学聚合电压130～300V；电化学聚合时间为6～12min。优选地，所述电化学聚合在恒压下进行。优选地，所述复合涂层电化学聚合至马口铁表面。本申请还提供了一种上述复合涂层、根据上述方法制备得到的复合涂层在防腐防护材料中的应用。本申请能产生的有益效果包括：1)本申请的复合涂层聚漆酚/纳米TiO2采用防腐性能较好的漆酚为基体，价格低廉；2)本申请以纳米TiO2参杂漆酚，电聚合后聚漆酚/纳米TiO2复合涂层结构致密、均匀，且具备了优异的防腐性能；3)本申请通过纳米TiO2的引入，改善了聚漆酚涂层的力学性能、热性能等；4)本申请通过调节纳米TiO2用量来控制复合涂层的热性能、力学性能、耐腐蚀性。附图说明图1为本申请实施例的电化学聚合实验装置图；图2为本申请实施例的电化学聚合漆酚/纳米TiO2复合涂层的模型；图3为样品UT0和UT1.0的SEM图。具体实施方式下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买。本申请的实施例中分析方法如下：本申请实施例中的漆膜附着力测试仪采用QFH型号；漆膜圆柱弯曲仪测试仪采用QTY-32型号；漆膜冲击器采用QCJ-120型号；漆膜划痕测试仪采用CT-291型号；该电化学聚合聚漆酚/纳米TiO2复合涂层附着性能采用漆膜附着力测试仪测试，参照国家标准GB/T5210-2006；柔性性能测试采用漆膜圆柱弯曲仪测试仪，参照国家标准GB/T6742-2007；漆膜冲击器用于测试冲击性能测试，参照国家标准GB/T1732-1993；铅笔硬度测试通过漆膜划痕测试仪测量,根据国家标准GB/T15184-2012；使用德国-DSA25表面接触角测试仪测试了水在不同样品涂层上的接触角，微注射器的液滴体积为2μL，每个样品表面在5个不同位置进行测试，并将平均值作为最终接触角值。对比例1组分A：将漆酚10g溶于无水乙醇(90g)，组分B：无水乙醇(90g)中加入20g蒸馏水。将组分B缓慢滴加到组分A，充分搅拌120min，得到漆酚混合液，记为UT0。实施例1组分A：将漆酚10g溶于无水乙醇(90g)，组分B：无水乙醇(90g)中加入20g蒸馏水。将上述组分B全部缓慢滴加到上述组分A中，充分搅拌20min，再逐滴加入10gTiO2水溶胶室温搅拌2h15min，配制成漆酚/纳米TiO2复合液。将所制备的复合液倒入100ml烧杯进行电化学聚合(恒压130V左右)实验，电化学聚合装置如图1所示，得到如图2所示结构的纳米TiO2质量分数为0.2％的聚漆酚/TiO2复合涂层，记为UT0.2。实施例2组分A：将漆酚10g溶于无水乙醇(90g),组分B：无水乙醇(90g)中加入20g蒸馏水。将组分B缓慢滴加到组分A，充分搅拌20min，再逐滴加入15gTiO2水溶胶室温搅拌2h15min，配制成漆酚/纳米TiO2复合液。将所制备的复合液倒入100ml烧杯进行电化学聚合(恒压130V左右)实验，得到纳米TiO2质量分数为0.5％的聚漆酚/TiO2复合涂层，记为UT0.5。实施例3组分A：将漆酚10g溶于无水乙醇(90g)，组分B：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合涂层，其特征在于，包括聚漆酚和纳米二氧化钛，所述纳米二氧化钛嵌入所述聚漆酚中。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合涂层，其特征在于，包括聚漆酚和纳米二氧化钛，所述纳米二氧化钛嵌入所述聚漆酚中。


2.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，所述复合涂层中纳米二氧化钛的质量含量为0.2～1.0％；
优选地，所述复合涂层的厚度为0.13～0.15mm。


3.权利要求1至2任一项所述的复合涂层的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
将含有漆酚和纳米TiO2的复合液，电化学聚合，得到所述复合涂层。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述漆酚和纳米TiO2的质量比为10：0.2～10：1；
优选地，所述复合液中还含有电解液；所述电解液包括水、无机盐溶液的至少一种。


5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述复合液中还含有溶剂A和溶剂B；所述溶剂A为有机溶剂；
所述有机溶剂选自乙醇、甲醇中的至少一种；
所述溶剂B选自水、乙醇中的至少一种。


6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述复合液至少采用以下步骤制备得到：
a)获得含有漆酚的溶液A；
b)...

【专利技术属性】
技术研发人员：林棋，陆畅，夏建荣，张于弛，
申请(专利权)人：闽江学院，
类型：发明
国别省市：福建;35