[发明专利]一种端甲基丙烯酰氧基倍半硅氧烷/二氧化钛纳米防腐保护膜

说明书

技术领域：本发明涉及一种主要用于金属表面、工艺品及高档家具表面的有机-无机杂化纳米防腐保护膜，属于化丁领域。

背景技术：近年来，有机-无机杂化纳米材料已开始成为国内外复合材料研究领域的热点和前沿课题。该材料被国外称为新一代主导材料。传统制备纳米复合材料的过程如下：首先利用溶胶-凝胶法制备纳米凝胶颗粒，然后将凝胶干燥、烧结、研磨成粉，最后用机械或物理的方法将纳米颗粒(粉末)掺混到本体中，形成复合纳米材料。这种合成工艺不仅过程复杂，而且纳米颗粒在体系中有团聚现象，分散度较差等不足，致使由该材料制成的保护膜防腐性能较差。

发明内容：本发明的目的是针对现有保护膜防止各类腐蚀性能较差和不足，向人们提供一种性能好、制作工艺简单、具有超防酸、碱、盐、水、烟雾、电化学腐蚀等功能的保护膜。可应用于军民用航天航海精密设备、仪器、仪表、汽车外壳、文物、高级艺术品、高档家具等。

有机-无机杂化纳米防腐保护膜主要是按照下述原料配比及方法制得：第一步，利用溶胶-凝胶法水解缩合3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与钛酸四丁酯/正硅酸四乙酯的混合物(其中，钛酸四丁酯占5～30％的混合物重量百分比，正硅酸四乙酯占15％的混合物重量百分比)，合成稳定的含有二氧化钛/二氧化硅的倍半硅氧烷TiO₂-SiO₂-SSO。此步合成条件：稀释溶剂为乙醇，稀释比例为乙醇∶混合物＝1.6～3∶1；催化剂用甲酸HCOOH和水H₂O，HCOOH∶Si＝0.001～0.01∶1，H₂O∶Si＝1～3∶1；合成温度为25～70℃；反应持续过程中，用凝胶色谱测其平均分子量，以确定生成了TiO₂-SiO₂-SSO。第二步，向TiO₂-SiO₂-SSO溶液体系中加入稀释溶剂乙醇，稀释比例为乙醇∶TiO₂-SiO₂-SSO＝3～6∶1，再加入引发剂过氧化苯甲酰BPO，摩尔比为TiO₂-SiO₂-SSO∶BPO＝2∶1；根据着膜物的大小形状采用浸涂、喷涂或刷涂的涂膜法。着膜后在80～150℃温度条件下，固化1～24小时，即可形成网状的有机-无机杂化纳米防腐保护膜。

本发明的特点在于该保护膜的配方科学，合成方法简单，具有良好的防腐、保护及装饰作用，可适用于军民、高科技等多项领域，利用现有简单化工设备即可投产，成本低，易于推广。

具体实施方式：

实施例1：适用于小型物体，采用浸涂法。

第一步，3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与钛酸四丁酯/正硅酸四乙酯的混合物，所述混合物中钛酸四丁酯的重量百分比为5～30％，正硅酸四乙酯的重量百分比为15％，用乙醇稀释，稀释比例为乙醇∶混合物＝3∶1；加催化剂HCOOH和H₂O，HCOOH∶Si＝0.01∶1，H₂O∶Si＝3∶1；合成温度在30℃；反应持续过程中，用凝胶色谱测其平均分子量，达到1338时，停止反应。此时合成了含有二氧化钛/二氧化硅的3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基倍半硅氧烷TiO₂-SiO₂-SSO粘稠液，以上过程为溶胶-凝胶水解缩合法；

第二步，涂膜时，向TiO₂-SiO₂-SSO溶液体系中加入乙醇稀释溶剂，稀释比例为乙醇∶TiO₂-SiO₂-SSO＝3∶1，再加入引发剂BPO，摩尔比为TiO₂-SiO₂-SSO∶BPO＝2∶1；把小型物体浸入TiO₂-SiO₂-SSO/BPO溶液体系进行成膜，浸入/浸出速度为27cm/min；加温固化，固化温度和时间：首先80℃固化4小时，然后120℃固化2小时，最后150℃固化1小时，固化后即可形成网状的有机-无机杂化纳米防腐保护膜。

实施例2：适用于中型物体，采用刷涂法。

第一步同实施例1；