【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝型材，具体是一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材及其制备方法。
技术介绍
1、铝型材是一种轻质、高强度、耐腐蚀的材料，具有广泛的应用价值和现代意义。首先，铝型材在现代工程中具有重要的价值。由于其轻质和高强度特性，铝型材被广泛应用于制造领域，如航空航天、汽车制造、建筑和装饰、电子设备等。它的优异物理和化学特性使得铝型材能够满足不同行业对于重量减轻、节能环保和设计多样化的需求。其次，铝型材还具有优异的导热和导电性能。铝的导热系数高，可以快速传导和散热，使其成为制造散热器和热交换器的理想材料。同时，铝型材良好的导电性能也使其在电子领域中也得到了广泛应用，如电线电缆、电池外壳等。
2、然而，目前的铝型材技术还存在一些痛点和挑战需要克服。一方面，铝型材的强度和刚性相对较低。虽然铝型材的强度比普通钢材高，但与一些特殊工程要求相比，仍然需要进一步提高。在某些应用领域，如汽车制造和航空航天，需要更高的强度和刚性来满足安全和性能要求。其次，铝型材在某些腐蚀环境中的表现不尽如人意。尽管铝具有一层致密的氧化膜，但在一些强酸、强碱和盐类腐蚀介质下，铝仍然容易发生腐蚀。这些腐蚀现象可能导致铝型材的表面损伤、孔蚀和缩孔等问题，最终影响其性能和使用寿命。
3、为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材及其制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材及其制备方法，以解决现有技术中的问题。
2、为了解决上述技
3、一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤一：将纳米微晶纤维素粉末溶解于乙醇中，再添加正硅酸乙酯和去离子水，70-80℃反应4-6h，并在反应中缓慢滴加氨水调节ph为10.5-11.5，反应结束后对产物进行陈化、透析至ph为中性、冷冻干燥，制备得到纤维素填料；
5、步骤二：将纤维素填料在100-110℃真空干燥3-5h，再将干燥后的纤维素填料和甲苯混合，超声60-80min，再添加甲酸、无水乙醇、去离子水和(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷，110-130℃油浴搅拌反应6-8h，反应结束后将固体产物进行离心、洗涤、干燥，制备得到改性纤维素填料；
6、步骤三：将7/10去离子水和复合乳化剂混合，30-40℃搅拌15-25min，得到乳化剂溶液，再将反应单体添加至乳化剂溶液中，搅拌40-60min得到预乳液；将3/10去离子水、缓冲剂和1/2预乳液混合，持续升温至80-90℃，再添加1/2过硫酸铵，继续反应40-60min，得到种子乳液；再加入1/2剩余预乳液和1/2过硫酸铵85-95℃继续反应30-40min，反应结束后用氨水调节ph为8.0-8.5，再经冷却、过滤、冲洗，制备得到丙烯酸酯乳液；
7、步骤四：将丙烯酸酯乳液、改性纤维素填料、光引发剂、稳定剂和交联助剂混合，制备得到水性丙烯酸树脂涂料；将水性丙烯酸树脂涂料涂覆至铝型材表面，再于紫外光下照射500-550s，60-80℃干燥后得到成品。
8、较为优化地，步骤一中，纤维素填料各组分含量为：以质量份数计，1-2份纳米微晶纤维素粉末、80-100份乙醇、7-10份正硅酸乙酯、5-7份去离子水。
9、较为优化地，纳米微晶纤维素粉末的制备方法为：将微晶纤维素和硫酸溶液混合，55-65℃搅拌反应90-120min，反应结束后对产物进行稀释和离心洗涤至ph为5.0-5.5，再进行透析至ph为中性，最后经冷冻干燥得到纳米微晶纤维素粉末。
10、较为优化地，微晶纤维素和硫酸溶液的质量比为1：(30-35)，硫酸溶液的质量浓度为65-70％。
11、较为优化地，步骤二中，改性纤维素填料各组分含量为：以质量份数计，8-10份纤维素填料、90-100份甲苯、2-4份甲酸、5-7份无水乙醇、8-10份去离子水和40-45份(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷。
12、较为优化地，步骤三中，丙烯酸酯乳液各组分含量为：以质量份数计，100-120份去离子水、3-5份复合乳化剂、100-120份反应单体、0.3-0.5份缓冲剂、50-70份过硫酸铵。
13、较为优化地，反应单体为丙烯酸正丁酯、n－羟乙基丙烯酰胺、季戊四醇三丙烯酸酯、三甲氧基(4-乙烯基苯基)硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和端乙烯基聚硅氧烷的混合物，质量比为1：1：2：2：2：(4-6)。
14、较为优化地，复合乳化剂为十二烷基硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚的混合物，质量比为1：(1-2)；缓冲剂为碳酸氢钠。
15、较为优化地，步骤四中，水性丙烯酸树脂涂料各组分含量为：以质量份数计，150-180份丙烯酸酯乳液、30-40份改性纤维素填料、8-10份光引发剂、2-3份稳定剂、2-3份交联助剂。
16、较为优化地，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮，稳定剂为对苯二酚，交联助剂为氰基戊二烯双酯；成品涂层厚度为15-20μm。
17、本专利技术的有益效果：
18、本专利技术通过添加微晶纤维素、硫酸溶液和正硅酸乙酯为主要原料，制备得到纤维素填料；再以纤维素填料和(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷为主要原料，制备得到改性纤维素填料。再通过添加去离子水、复合乳化剂、反应单体、缓冲剂、过硫酸铵和氨水，制备得到丙烯酸酯乳液；再将通过添加丙烯酸酯乳液、改性纤维素填料、光引发剂、稳定剂和交联助剂混合，制备得到水性丙烯酸树脂涂料。将水性丙烯酸树脂涂料涂覆至铝型材表面，再经干燥、紫外照射、洗涤、干燥，制备得到成品。
19、本专利技术的特点在于，步骤一中，通过添加微晶纤维素、硫酸溶液、乙醇、正硅酸乙酯和去离子水，制备得到纤维素杂化填料。通过在复合涂料中添加纤维素杂化填料可以增加树脂涂料的硬度，提高其抗冲击性能，即使在剧烈冲击或极低温环境下，涂层也能够保持完整和可靠的保护性。步骤二中，通过添加含有巯基的硅烷偶联剂(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷对纤维素杂化填料进行改性，制备得到表面含有巯基的改性纤维素填料。
20、步骤三中，通过添加去离子水、复合乳化剂、反应单体、缓冲剂、过硫酸铵和氨水，制备得到丙烯酸酯乳液。其中反应单体为丙烯酸正丁酯、n－羟乙基丙烯酰胺、季戊四醇三丙烯酸酯、三甲氧基(4-乙烯基苯基)硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和端乙烯基聚硅氧烷的混合物，质量比为1：1：2：2：2：(4-6)。其中三甲氧基(4-乙烯基苯基)硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中同时含有碳碳双键和硅氧烷基，端乙烯基聚硅氧烷中同时含有碳碳双键和大量的硅氧烷基。一方面，将含有硅氧烷基的有机物添加至树脂涂料中时，硅氧烷基可以发生水解和缩合，可在聚合物分子之间以及聚合物和基材之间形成偶联型、互穿网络型及交联牢固型等结构，使涂料层具有优异的耐腐蚀性和耐候性。另一方面，以反应单体为主要原料制备得到的丙烯酸酯乳液中含有大量的碳碳双键，在步骤四中通过添加光引发剂，使本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材的制备方法，其特征在于：步骤一中，纤维素填料各组分含量为：以质量份数计，1-2份纳米微晶纤维素粉末、80-100份乙醇、7-10份正硅酸乙酯、5-7份去离子水。
3.根据权利要求2所述的一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材的制备方法，其特征在于：纳米微晶纤维素粉末的制备方法为：将微晶纤维素和硫酸溶液混合，55-65℃搅拌反应90-120min，反应结束后对产物进行稀释和离心洗涤至pH为5.0-5.5，再进行透析至pH为中性，最后经冷冻干燥得到纳米微晶纤维素粉末。
4.根据权利要求3所述的一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材的制备方法，其特征在于：微晶纤维素和硫酸溶液的质量比为1：(30-35)，硫酸溶液的质量浓度为65-70％。
5.根据权利要求1所述的一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材的制备方法，其特征在于：步骤二中，改性纤维素填料各组分含量为：以质量份数计，8-10份纤维素填料、90-100份甲苯、2-4份甲酸、5-7份无水乙醇
6.根据权利要求1所述的一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材的制备方法，其特征在于：步骤三中，丙烯酸酯乳液各组分含量为：以质量份数计，100-120份去离子水、3-5份复合乳化剂、100-120份反应单体、0.3-0.5份缓冲剂、50-70份过硫酸铵。
7.根据权利要求6所述的一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材的制备方法，其特征在于：反应单体为丙烯酸正丁酯、N－羟乙基丙烯酰胺、季戊四醇三丙烯酸酯、三甲氧基(4-乙烯基苯基)硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和端乙烯基聚硅氧烷的混合物，质量比为1：1：2：2：2：(4-6)。
8.根据权利要求6所述的一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材的制备方法，其特征在于：复合乳化剂为十二烷基硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚的混合物，质量比为1：(1-2)；缓冲剂为碳酸氢钠。
9.根据权利要求1所述的一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材的制备方法，其特征在于：步骤四中，水性丙烯酸树脂涂料各组分含量为：以质量份数计，150-180份丙烯酸酯乳液、30-40份改性纤维素填料、8-10份光引发剂、2-3份稳定剂、2-3份交联助剂。
10.根据权利要求9所述的一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材的制备方法，其特征在于：所述光引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮，稳定剂为对苯二酚，交联助剂为氰基戊二烯双酯；成品涂层厚度为15-20μm。
...【技术特征摘要】
1.一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材的制备方法，其特征在于：步骤一中，纤维素填料各组分含量为：以质量份数计，1-2份纳米微晶纤维素粉末、80-100份乙醇、7-10份正硅酸乙酯、5-7份去离子水。
3.根据权利要求2所述的一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材的制备方法，其特征在于：纳米微晶纤维素粉末的制备方法为：将微晶纤维素和硫酸溶液混合，55-65℃搅拌反应90-120min，反应结束后对产物进行稀释和离心洗涤至ph为5.0-5.5，再进行透析至ph为中性，最后经冷冻干燥得到纳米微晶纤维素粉末。
4.根据权利要求3所述的一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材的制备方法，其特征在于：微晶纤维素和硫酸溶液的质量比为1：(30-35)，硫酸溶液的质量浓度为65-70％。
5.根据权利要求1所述的一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材的制备方法，其特征在于：步骤二中，改性纤维素填料各组分含量为：以质量份数计，8-10份纤维素填料、90-100份甲苯、2-4份甲酸、5-7份无水乙醇、8-10份去离子水和40-45份(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷。
6.根据权利要求1所述的一种高硬度耐腐蚀装饰用铝型材的...
【专利技术属性】
技术研发人员：何晓瑜，徐伟，
申请(专利权)人：江阴协宏金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：
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