建筑用金属表面纳米制造技术

本发明专利技术公开了建筑用金属表面纳米

【技术实现步骤摘要】
建筑用金属表面纳米SiO2高性能有机涂层及制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及建筑用金属表面纳米
SiO2高性能有机涂层及制备方法
。

技术介绍

[0002]随着现代工业的快速发展，对于建筑材料的耐腐蚀
、
耐候性
、
耐磨损等性能都提出了新要求
。
金属作为高强度
、
自由度良好
、
质地轻的再建造材料，一直在建造领域有着广泛的用途以及不可替代性
。
但是建筑金属常常需要暴露在室外，造成的腐蚀对金属材料有着严重的危害，大大降低了金属材料的使用寿命，严重影响整个建筑构件的安全
。
[0003]提高建筑金属材料的防污
、
防腐蚀等性能，延长金属材料的使用寿命，最常用的办法是对金属表面进行喷涂处理
。
现阶段国内主要使用的喷涂原料对环境有着一定的污染，对涂料的利用率不高，并且涂料所形成的涂层与金属表面结合强度差，容易造成涂料剥离，不能起到良好的保护作用
。

技术实现思路

[0004]针对现阶段涂层的耐腐蚀
、
耐磨损能力弱，与金属材料表面结合强度差的问题，本专利技术提供了建筑用金属表面纳米
SiO2高性能有机涂层及制备方法
。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：建筑用金属表面纳米
SiO2高性能有机涂层的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将聚二甲基硅氧烷和硅烷偶联剂
GPTMS
配制成基础聚合物；步骤2，以纳米
SiO2溶胶作为增强相加入到基础聚合物中，然后调节
pH
至中性并搅匀得到杂化溶胶；步骤3，对待处理金属的表面进行电火花超声复合光整处理，同时控制金属表面粗糙度，然后清洗
、
烘干；步骤4，采用空气喷涂法将杂化溶胶均匀喷涂于步骤3处理完成的金属表面，然后固化，得到金属表面纳米
SiO2高性能有机涂层
。
[0006]进一步，所述步骤1中聚二甲基硅氧烷与硅烷偶联剂（
GPTMS
）的质量比为
2:1~4:1。
[0007]进一步，所述步骤2中纳米
SiO2溶胶与基础聚合物的质量比为
1:5~1:9。
[0008]进一步，所述步骤2中调节
pH
至中性并搅匀的具体方法是：将
pH
调节至7，然后在室温下搅拌
2h。
[0009]进一步，所述步骤3中对待处理金属的表面进行电火花超声复合光整处理的具体方法是：把待处理金属固定在导电平台上，火花输出线与导电平台相连接；将
Ф4
的
H60
‑2黄铜棒前端挫成
60
°
，作为工具头与变幅杆相连，变幅杆与超声发生器相连接；选用粒度为
W8~W10
的研磨膏和煤油混合，作为研磨稀释液，比例为
15g/L
；电极超声振动频率为
50 kHz
，超声波研磨总时间为
16~18 min。
[0010]进一步，所述步骤3中控制金属表面粗糙度为
20 μ
m~80 μ
m。
涂层速度快
、
涂层厚度
薄相匹配较小的粗糙度，结合强度就够；涂层速度慢
、
涂层厚度厚相匹配较大的粗糙度，需要更多的附着点和附着的比表面积作为涂料与金属基体的结合界面
。
[0011]进一步，所述步骤3中清洗
、
烘干是通过超声震动清洗，超声频率为
100 kHz
，清洗时长为
4~5 min
，对清洗完毕后的金属进行烘干，烘干的温度为
90~100℃
，烘干的时间为
6~9 min。
[0012]进一步，所述步骤4中采用空气喷涂法将杂化溶胶均匀喷涂于步骤3处理完成的金属表面的具体方法是：采用空气喷涂枪以
150~200m2/h
的喷涂速度，把步骤2制得的杂化溶胶均匀喷涂在步骤3处理完成的金属表面
。
[0013]进一步，所述步骤4中固化的温度为
120~160℃
，固化的时间为
20~30 min。
[0014]一种如上述制备方法得到的金属表面纳米
SiO2高性能有机涂层
。
[0015]与现有技术相比本专利技术具有以下优点：
1、
本专利技术采用聚二甲基硅氧烷和硅烷偶联剂（
GPTMS
）配制成的基础聚合物对环境十分友好，且所加入的纳米
SiO2增强相润湿性较好，纳米
SiO2可以在整个涂料中分布均匀，最后形成性能优良的有机
/
无机杂化涂层；
2、
本专利技术采用电火花超声复合光整加工技术处理金属表面，可以有效地除去金属上存在的一些杂质和污染物，得到平整
、
洁净的金属表面，使得界面在连接过程中贴合更为紧密，且中间没有任何污染物存在
。
电火花超声复合光整加工技术可以有效控制金属表面的粗糙度，为涂料喷涂过程中增加较多的附着点，进而大大提高了涂层与金属表面的结合强度；
3、SiO2拥有很强的化学性，热膨胀系数与金属相近，能很好的缓解涂层材料可能出现开裂等问题，本专利技术采用纳米
SiO2作为涂层增强相，可以大大提高材料的耐腐蚀和耐磨性；
4、
本专利技术的金属表面纳米
SiO2高性能有机涂层的制备方法简易可行，可用于做建筑涂层
。
附图说明
[0016]图1为本专利技术有机涂层的表面形貌图
。
具体实施方式
[0017]实施例1[0018]建筑用金属表面纳米
SiO2高性能有机涂层的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将质量比为
2:1
的聚二甲基硅氧烷和硅烷偶联剂（
GPTMS
）配制成基础聚合物；步骤2，以纳米
SiO2溶胶作为增强相加入到基础聚合物中（纳米
SiO2溶胶与基础聚合物的质量比为
1:5
），然后调节
pH
至7并在室温下搅拌
2h
至搅匀，得到杂化溶胶；步骤3，对待处理金属表面进行电火花超声复合光整处理，同时控制金属表面粗糙度，然后清洗
、
烘干具体是：把待处理金属固定在导电平台上，火花输出线与导电平台相连接；将
Ф4
的
H60
‑2黄铜棒前端挫成
60
°
，作为工具头与变幅杆相连，变幅杆与超声发生器相连接；选用粒度为
W8
的研磨膏和煤油混合，作为研磨稀释液，比例为
15 g/L
；电极超声振动
频率为
50 kH本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
建筑用金属表面纳米
SiO2高性能有机涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将聚二甲基硅氧烷和硅烷偶联剂配制成基础聚合物；步骤2，以纳米
SiO2溶胶作为增强相加入到基础聚合物中，然后调节
pH
至中性并搅匀，得到杂化溶胶；步骤3，对待处理金属的表面进行电火花超声复合光整处理，同时控制金属表面粗糙度，然后清洗
、
烘干；步骤4，采用空气喷涂法将杂化溶胶均匀喷涂于步骤3处理完成的金属表面，然后固化，得到金属表面纳米
SiO2高性能有机涂层
。2.
根据权利要求1所述的建筑用金属表面纳米
SiO2高性能有机涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤1中聚二甲基硅氧烷与硅烷偶联剂的质量比为
2:1~4:1。3.
根据权利要求1所述的建筑用金属表面纳米
SiO2高性能有机涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤2中纳米
SiO2溶胶与基础聚合物的质量比为
1:5~1:9。4.
根据权利要求1所述的建筑用金属表面纳米
SiO2高性能有机涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤2中调节
pH
至中性并搅匀的具体方法是：将
pH
调节至7，然后在室温下搅拌
2h。5.
根据权利要求1所述的建筑用金属表面纳米
SiO2高性能有机涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤3中对待处理金属的表面进行电火花超声复合光整处理的具体方法是：把待处理金属固定在导电平台上，火花输出线与导电平台相连接；将
Ф4
的
H60
‑2黄铜棒前端挫成
60
°
，作为工具头与变幅杆相连，变幅杆与超声发生器相连接；选用粒度为
...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋慧鹏，郝建强，刘晓宇，
申请(专利权)人：晋中学院，
类型：发明
国别省市：