AgNWs/Ti3AlC2导电填料及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种AgNWs/Ti3AlC2导电填料，是由AgNWs和Ti3AlC2复合而成，AgNWs附着生长在Ti3AlC2上，且AgNWs的质量分数为30％～80％，Ti3AlC2的质量分数为20％～70％。本发明专利技术还公开了该导电填料的制备方法和应用；该制备方法包括：制备硝酸银醇溶液；Ti3AlC2粉体预处理；制备Ti3AlC2醇溶液；制备模板剂醇溶液；将所得的三种溶液混合，水浴加热后机械搅拌；将得到的混合液倒入反应釜，置于烘箱中保温，冷却得到反应后物料；将反应后物料经清洗、真空烘干得到AgNWs/Ti3AlC2导电填料。该导电填料具有优异的导电性能，可以用于制备防腐蚀性能优异的防腐蚀涂层。优异的防腐蚀涂层。优异的防腐蚀涂层。

【技术实现步骤摘要】
AgNWs/Ti3AlC2导电填料及制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及防腐蚀表面涂层材料
，特别涉及一种AgNWs/Ti3AlC2导电填料，以及制备方法和在制备防腐蚀涂层上的应用。

技术介绍

[0002]金属材料的腐蚀不仅使国民经济遭受巨大的损失，而且对环境也造成了严重的危害。目前，金属材料的腐蚀防护最直接、最普遍的方法是在其表面涂覆防腐蚀涂层。添加功能防腐蚀填料是进一步提高涂层防腐蚀性能的有效手段，通常包含提高屏蔽性能的片层填料和对金属腐蚀有抑制作用的填料。
[0003]石墨烯是一种特殊的二维六边形晶格片层结构材料，具有优异的导电性、抗氧化性、抗渗透性、化学稳定性以及良好的力学性能等优点，可以很好地应用在防腐蚀领域。2004年发现的石墨烯起初与金属腐蚀防护的关联并不明显，研究者将大部分注意力集中在这种新材料的独特结构与性能上。直至2008年研究者发现石墨烯对所有气体分子都具有不可渗透性，它才展现出在腐蚀防护领域巨大的应用潜力。但石墨烯片层容易团聚，在介质中分散性差，这限制了其发展。
[0004]Ti3AlC2是近年来备受关注的一种新型三元层状化合物陶瓷材料，由于兼具层状结构而兼具金属与陶瓷的综合优良性能，从而逐渐成为了研究热点；Ti3AlC2的优良性能包括低密度、高弹性模量与强度、良好的导电及导热性能、低的摩擦系数以及优异的热稳定性与耐氧化性能等。这些性能使得Ti3AlC2成为极具潜力的防腐蚀涂层导电填料。但是为了进一步提高涂层的防腐蚀性能，需要将其Ti3AlC2与高导电金属进行复合以形成更加密集的导电通路。一维纳米线(1D NWs)由于其具有两个量子限域方向和一个未受限的方向而呈现出较好的电导率。金属银纳米线(AgNWs)作为一维纳米线的一种，具有非常优异的电学和热学特性，在光电器件、柔性导体和触摸屏等领域具有潜在的应用价值。
[0005]鉴于上述问题及背景，本专利技术通过将Ti3AlC2与AgNWs复合，形成复杂的导电网络，制备出一种高性能的防腐蚀涂层用AgNWs/Ti3AlC2导电填料。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种AgNWs/Ti3AlC2导电填料及制备方法和应用，该导电填料中的AgNWs与Ti3AlC2之间形成复杂的导电网络，使导电填料具有优异的导电性能；该导电填料应用于制备防腐蚀涂层后，可以提高防腐蚀涂层的防腐蚀性能。
[0007]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0008]一种AgNWs/Ti3AlC2导电填料，是由AgNWs和Ti3AlC2复合而成，AgNWs附着生长在Ti3AlC2上，且AgNWs的质量分数为30％～80％，Ti3AlC2的质量分数为20％～70％。
[0009]本专利技术进一步提供了一种AgNWs/Ti3AlC2导电填料的制备方法，包括如下步骤：
[0010]步骤1，制备硝酸银醇溶液；
[0011]步骤2，Ti3AlC2粉体的预处理：对Ti3AlC2粉体依次进行粗化、敏化、活化、水洗以及
烘干处理，得到预处理后的Ti3AlC2粉体；
[0012]步骤3，利用步骤2处理后的Ti3AlC2粉体制备Ti3AlC2醇溶液；
[0013]步骤4，制备模板剂醇溶液；
[0014]步骤5，将步骤1、步骤3和步骤4所得的溶液充分混合，水浴加热后进行机械搅拌，得到混合液；
[0015]步骤6，将步骤5得到的混合液倒入反应釜中，置于烘箱中保温一定时长，并随炉冷却，得到反应后物料；
[0016]步骤7，将步骤6所得的反应后物料经清洗、真空烘干后得到干燥的AgNWs/Ti3AlC2导电填料。
[0017]进一步的，步骤1中，制备硝酸银醇溶液的具体过程为：将硝酸银和乙二醇混合，搅拌5～20min，使硝酸银溶解于乙二醇中，得到硝酸银醇溶液；其中，硝酸银和乙二醇的质量体积比为(0.4～0.6g):(10～30ml)。
[0018]进一步的，步骤2中，Ti3AlC2粉体的预处理具体步骤为：
[0019]步骤2.1，称取Ti3AlC2粉体倒入硝酸水溶液中，并使Ti3AlC2粉体完全浸没于硝酸水溶液，利用硝酸水溶液对Ti3AlC2粉体进行粗化处理，粗化处理时间为30min～60min；
[0020]步骤2.2，将盐酸和SnCl2水溶液混合，形成敏化处理液，将经步骤2.1处理后得到的Ti3AlC2粉体倒入敏化处理液中，并使Ti3AlC2粉体完全浸没于敏化处理液中，利用敏化处理液对Ti3AlC2粉体进行敏化处理，敏化处理时间为30min～60min；
[0021]步骤2.3，将AgNO3溶于水中配制成浓度为0.1～0.5mol/L的活化液，将经步骤2.2处理后得到的Ti3AlC2粉体倒入活化液中，并使Ti3AlC2粉体完全浸没于活化液中，利用活化液对Ti3AlC2粉体进行活化处理，活化处理时间为1h～2h，再将经活化处理后的Ti3AlC2粉体进行水洗、烘干，得到预处理后的Ti3AlC2粉体。
[0022]进一步的，步骤3中，制备Ti3AlC2醇溶液的具体过程为：将经过步骤2处理后的Ti3AlC2粉体和乙二醇混合，搅拌15～20min，使Ti3AlC2粉体充分分散于乙二醇中，得到Ti3AlC2醇溶液。
[0023]进一步的，步骤4中的模板剂醇溶液为PVP模板剂醇溶液；该PVP模板剂醇溶液的制备过程具体为：将模板剂PVP和乙二醇混合，然后置于超声波分散器中超声溶解10～20min，得到PVP模板剂醇溶液；其中，PVP与乙二醇的质量体积比为：(0.6～0.9g)：(10～20ml)。
[0024]进一步的，步骤5中，水浴加热的温度为40～60℃，搅拌时间为10～20min。
[0025]进一步的，步骤6中的保温温度为150～180℃，保温时长为5h～8h。
[0026]本专利技术进一步提供了上述AgNWs/Ti3AlC2导电填料的应用，具体用于制备防腐蚀涂层。
[0027]本专利技术的有益效果：
[0028]本专利技术通过将具有良好化学稳定性的Ti3AlC2和高导电性的AgNWs进行复合，可形成具有复杂多向的导电网络的导电填料；该导电填料相比于石墨烯等二维材料，具有更好的分散性，且其制备工艺简单，成本低廉，更有利于实际应用和大规模生产。且该导电填料相比于单一的Ti3AlC2材料，其电导率提高了3.22倍。
[0029]本专利技术的导电填料可以用于制备防腐蚀涂层，通过提高导电性来提高防腐蚀涂层的防腐蚀性能。在电化学腐蚀发生时，金属阳极反应产生的电子通过导电填料的良好导电
作用更容易传递到涂层表面，从而使得阴极反应在涂层的表面进行，随着金属离子的累积，可以使阳极反应受到抑制，从而达到抑制金属腐蚀的目的，保护基体金属。而且，基于导电填料的复杂多向的导电网络，利用该导电填料制备的涂层沿着各个方向均具有优异的导电性，可显著提高涂层的防腐蚀性能。
[0030]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AgNWs/Ti3AlC2导电填料，其特征在于，是由AgNWs和Ti3AlC2复合而成，AgNWs附着生长在Ti3AlC2上，且AgNWs的质量分数为30％～80％，Ti3AlC2的质量分数为20％～70％。2.一种如权利要求1所述的AgNWs/Ti3AlC2导电填料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，制备硝酸银醇溶液；步骤2，Ti3AlC2粉体的预处理：对Ti3AlC2粉体依次进行粗化、敏化、活化、水洗以及烘干处理，得到预处理后的Ti3AlC2粉体；步骤3，利用步骤2处理后的Ti3AlC2粉体制备Ti3AlC2醇溶液；步骤4，制备模板剂醇溶液；步骤5，将步骤1、步骤3和步骤4所得的溶液混合，水浴加热后进行机械搅拌，得到混合液；步骤6，将步骤5得到的混合液倒入反应釜中，置于烘箱中保温一定时长，并随炉冷却，得到反应后物料；步骤7，将步骤6所得的反应后物料经清洗、真空烘干后得到干燥的AgNWs/Ti3AlC2导电填料。3.根据权利要求2所述的一种AgNWs/Ti3AlC2导电填料的制备方法，其特征在于，步骤1中，制备硝酸银醇溶液的具体过程为：将硝酸银和乙二醇混合，搅拌5～20min，使硝酸银溶解于乙二醇中，得到硝酸银醇溶液；其中，硝酸银和乙二醇的质量体积比为(0.4～0.6g):(10～30ml)。4.根据权利要求2所述的一种AgNWs/Ti3AlC2导电填料的制备方法，其特征在于，步骤2中，Ti3AlC2粉体的预处理具体步骤为：步骤2.1，称取Ti3AlC2粉体倒入硝酸水溶液中，并使Ti3AlC2粉体完全浸没于硝酸水溶液，利用硝酸水溶液对Ti3AlC2粉体进行粗化处理，粗化处理时间为30min～60min；步骤2.2，将盐酸和SnCl2水溶液混合，形成敏化处理液，将经步骤2.1处理后得到的Ti3AlC2粉体倒入敏...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，王弘喆，崔雄华，杨哲一，崔锦文，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：