一种金属软物质及其制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了一种金属软物质及其制备方法和应用。该金属软物质由以下组分制备而成：金属含量大于99.5％的钛粉、粉碎剂和助碎剂、分散剂、软物质载体、防絮凝剂、防析出剂和防沉淀剂。将本发明专利技术的钛金属软物质加入到环氧树脂中，可以使环氧树脂的玻璃化温度从80℃提高到200℃以上，至今还没有发现哪一种物质可以这样显著提高环氧树脂的玻璃化温度；将本发明专利技术的钛基金属软物质加入到环氧树脂的涂料中可以赋给该涂层具有防结垢性能；本发明专利技术的钛金属软物质还可以显著提高涂层的耐温性能和耐腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
一种金属软物质及其制备方法、应用
本专利技术涉及软物质
，尤其涉及一种金属软物质及其制备方法、应用。
技术介绍
软物质是最近几年诞生的新兴学科，在美国被称为“复杂流体”。1991年诺贝尔物理学奖得主热纳将软物质作为其获奖演讲的题目，提出了软物质的概念。软物质是指介于固体和理想流体之间的物质，一般由大分子或基团组成，如液晶、聚合物、胶体、膜、泡沫、颗粒物质、生命体系物质等，它们在自然界、生命体、日常生活和生产中普遍存在。国际上许多研究机构均在大力开展软物质的研究，在国外的物理教科书中己经有了软物质的内容，而国内则尚未见到。把硬物质利用一种新的技术将他转化为软物质，会在性质上发生质的变化，使其产生许多原硬物质本身根本不具备的性能。软物质具有两个本质特征：1、非常弱的外界作用具有非常强的响应2、非常小量的添加剂能够戏剧性地改变软物质体系的性质。与金属、半导体、陶瓷等硬物质相比，软物质之所以称为“软”，是因为没有固体那样的硬结构。它对相对弱的外界影响，比如物质组成或结构的微小变化，比如施加于物质之上的瞬间或微弱的刺激等，都能做出相对显著的响应和变化，即具有弱影响强响应的特征。粗略的讲，软物质主要包括了两个方面：复杂性、易变性。软物质的易变性指的是，软物质的抵抗力比较弱，变化通常也是非线性的，但系统变化的方向和大小还是可以知道的。硬物质：大应力产生小形变软物质：小应力产生大形变物理学家热纳以橡胶为例，说明了软物质的奇异特性。天然的橡胶在空气中易被氧化而破碎，但其经硫化处理后却能成为坚固耐用的材料。热纳指出，天然橡胶的每200个碳原子中，只有1个原子与硫发生反应。尽管化学作用如此微弱，却足以使橡胶的物理性质发生从液态到固态的巨大变化，胶汁变成橡胶，即证明了有些物质会因微弱的作用而改变状态，这就是软物质的奇异特性——弱力引起强变化。凡是软物质只要提供相对微弱的作用力，它们就可以发生重大的改变——从形状到性质的改变。人们不难理解为什么一颗纽扣电池可以驱动液晶手表工作几年；几滴洗洁精会产生一大堆泡沫……。一条嗅觉灵敏的狗，可以根据脚印中残留的气味跟踪某个人，并且在闹市中把这个人的踪迹跟其他人区别开来。所以生物系统展示着软物质的本质。由于软物质的状态是介于液体和理想固体之间，简单液体中分子可自由地流动，仅受容器限制；理想固体中的分子在固定位置附近热运动，不可改变序列，而软物质兼有液体的热涨落行为和固体的强束缚自组织特性。本专利技术的专利技术人对金属软物质进行过制备方法、制备设备、应用等系列研究。申请的专利均得到了授权，比如CN00209258.1钛基纳米金属粉研磨装置、CN00105672.7钛基纳米金属粉制造方法、CN00132108.0钛纳米聚合物涂料、CN03153420.1一种新型钛纳米聚合物防腐防垢注水油管。
技术实现思路
本专利技术的是针对上述研究中发现的问题的解决和性能的进一步改进。与CN00105672.7钛基纳米金属粉制造方法中，金属钛粉与助粉碎剂、保护剂和分散剂以一定比例混合成混合物体系相比，两步法制备胶体型钛基金属软物质，同时发现加入粉碎剂、助粉碎剂、分散剂、软物质载体和防絮凝剂、防析出剂不仅影响得到的胶体型钛基金属软物质的稳定性，还在对树脂改性的性能方面取得了预料不到的效果。本专利技术就是基于此发现。本专利技术的第一方面在于提供一种金属软物质，由以下组分制备而成：金属含量大于99.5％的钛粉、粉碎剂和助碎剂、分散剂、软物质载体、防絮凝剂、防析出剂和防沉淀剂；优选地，重量组成为：占所述钛粉5-10％的粉碎剂和助碎剂；占所述钛粉0.5-3％的分散剂；占所述钛粉100-500％的软物质载体；占所述钛粉、粉碎剂和助碎剂、分散剂和软物质载体总量0.02-0.2％的防絮凝剂；占所述钛粉、粉碎剂和助碎剂、分散剂和软物质载体总量0.02-0.1％的防析出剂；和占所述钛粉、粉碎剂和助碎剂、分散剂和软物质载体总量0.2-1％的防沉淀剂。本专利技术中，加入的粉碎剂、助粉碎剂、分散剂、软物质载体辅助钛粉的混合研磨，得到颗粒粒径分布适宜的钛基软物质初聚物。加入的防絮凝剂、防析出剂不仅影响得到的胶体型钛基金属软物质的稳定性，还影响其对树脂改性的性能。在一些实施方式中，所述钛粉选自海绵钛粉、氢化钛粉和合金钛粉中的一种或多种。对钛粉的要求，还包括金属含量大于99.5％。钛粉中钛金属的含量低于99.5％时，制成的金属软物质，对于树脂的改性的性能显著下降。在一些实施方式中，所述粉碎剂选自环氧树脂和含硫橡胶中的一种或多种。粉碎剂会显著影响对钛粉的粉碎效果，即颗粒大小，而且还影响得到的胶体型钛基金属软物质的粘度、流动性。研究中发现作为粉碎剂，环氧树脂优于含硫橡胶。在一些实施方式中，所述助粉碎剂选自硅偶联剂和钛酸酯偶联剂中的一种或多种。助粉碎剂也会影响对钛粉的粉碎效果，即颗粒大小。在一些实施方式中，所述分散剂选自A-10、HT-5168、HT-5083中的一种或多种。分散剂会影响得到的胶体型钛基金属软物质的稳定性。研究中发现，不同的粉碎剂和助粉碎剂得到的粉碎钛粉，在分散时，需要不同的分散剂。比如，相对于HT-5083，HT-5168就更适合环氧树脂和硅偶联剂的粉碎剂和助粉碎剂组合，得到的胶体型钛基金属软物质对环氧树脂的玻璃化温度改性显著提高。在一些实施方式中，所用软物质载体选自溶剂、活性稀释剂和高分子交联剂中的一种或多种。在一些实施方式中，所述防絮凝剂选自聚丙烯酰胺、油性磺酸胺中的一种或多种。在一些实施方式中，所述防析出剂选自油酸、硬脂酸中的一种或多种。在一些实施方式中，所述防沉淀剂选自R972、BYK410中的一种或多种。研究中发现以油性磺酸胺、硬脂酸和BYK410在1:1:(3-5)的重量比例时，得到的胶体型钛基金属软物质改性树脂时，得到的树脂的耐温性能和耐腐蚀性能显著提高，同时防结垢性能变化不大。本专利技术的第二方面在于提供一种根据第一方面所述的金属软物质的制备方法，包括以下步骤：S01，将钛粉与粉碎剂、助粉碎剂、分散剂、软物质载体混合，研磨，得到钛基软物质初聚物；S02，将所述软物质初聚物与防絮凝剂、防析出剂和防沉淀剂混合，胶体化处理，得到胶体型钛基金属软物质；优选地，所述研磨在粉碎机中进行，优选在高能行星式粉碎机中进行；优选地，所述胶体化处理在球磨机中进行。本专利技术的制备方法，分为两步：第一步利用高能行星式粉碎机进行金属的纳米化加工，第二步对纳米金属实现软物质化处理，从而获得具有特种功能的金属软物质，用于对树脂的直接改性。在一些实施方式中，所述步骤S01之前，还包括通过试验来确定助粉碎剂的添加量；其中，所述助粉碎剂可用于加速反应物质粉碎，增加反应接触面积，其中，所述助粉碎剂可根据试验中反应的速度快慢来增减添加量；首先，采取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属软物质，由以下组分制备而成：/n金属含量大于99.5％的钛粉、粉碎剂和助碎剂、分散剂、软物质载体、防絮凝剂、防析出剂和防沉淀剂；/n优选地，重量组成为：/n占所述钛粉5-10％的粉碎剂和助碎剂；/n占所述钛粉0.5-3％的分散剂；/n占所述钛粉100-500％的软物质载体；/n占所述钛粉、粉碎剂和助碎剂、分散剂和软物质载体总量0.02-0.2％的防絮凝剂；/n占所述钛粉、粉碎剂和助碎剂、分散剂和软物质载体总量0.02-0.1％的防析出剂；/n和/n占所述钛粉、粉碎剂和助碎剂、分散剂和软物质载体总量0.2-1％的防沉淀剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属软物质，由以下组分制备而成：
金属含量大于99.5％的钛粉、粉碎剂和助碎剂、分散剂、软物质载体、防絮凝剂、防析出剂和防沉淀剂；
优选地，重量组成为：
占所述钛粉5-10％的粉碎剂和助碎剂；
占所述钛粉0.5-3％的分散剂；
占所述钛粉100-500％的软物质载体；
占所述钛粉、粉碎剂和助碎剂、分散剂和软物质载体总量0.02-0.2％的防絮凝剂；
占所述钛粉、粉碎剂和助碎剂、分散剂和软物质载体总量0.02-0.1％的防析出剂；
和
占所述钛粉、粉碎剂和助碎剂、分散剂和软物质载体总量0.2-1％的防沉淀剂。


2.根据权利要求1所述的金属软物质，其特征在于，所述钛粉选自海绵钛粉、氢化钛粉和合金钛粉中的一种或多种。


3.根据权利要求1或2所述的金属软物质，其特征在于，所述粉碎剂选自环氧树脂和含硫橡胶中的一种或多种。


4.根据权利要求1-3任一所述的金属软物质，其特征在于，所述助粉碎剂选自硅偶联剂和钛酸酯偶联剂中的一种或多种。


5.根据权利要求1-4任一所述的金属软物质，其特征在于，所述分散剂选自HT-5168、HT-5083中的一种或多种。


6.根据权利要求1-5任一所述的金属软物质，其特征在于，所用软物质载体选自溶剂、活性稀释剂和高分子交联剂中的一种或多种；
和/或，所述防絮凝剂选自聚丙烯酰胺、油性磺酸胺中的一种或多种；
和/或，所述防析出剂选自油酸、硬脂酸中的一种或多种；
和/或，所述防沉淀剂选自白炭黑R972、BYK410中的一种或多种。


7.一种根据权利要求1-6任一所述的金属软物质的制备方法，包括以下步骤：
S01，将钛粉与粉碎剂、助粉碎剂、分...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛俊峰，朱兰芬，
申请(专利权)人：哈尔滨鑫科纳米科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23