[发明专利]一种纳米防腐涂料的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机高分子涂料制备工艺技术领域，具体的说，是通过能量辐照技术将碳纳米管接枝于高分子聚合物以制作纳米防腐涂料的方法。

技术背景

我国每年因金属腐蚀造成的损失巨大，不仅浪费了自然资源，还会对环境造成污染。因此研制高效、无公害、低成本的纳米防腐涂料成为金属防腐的重要研究课题。

随着纳米材料科学的不断进步，纳米复合涂料的优异特性日益引起人们的重视。根据纳米粒子所具有的纳米尺寸效应和巨大的比表面积特性，将纳米粒子均匀分散在传统的防腐涂料中制成纳米复合涂料，可以大大提高防腐涂料的优异性能。

碳纳米管以其独特的物理化学性能，如独特的金属或半导体导电性、极高的机械强度、良好的吸附能力和较强的微波吸收能力，以及作为新型准一维功能材料而日益受到人们的重视。

由于碳纳米管比表面能很高，在与聚合物基体融混合过程，由于聚合物基体粘度较大，极易发生团聚，并且碳纳米管不溶于任何溶剂，使其使用受到了严重的限制，因此，近年来通过碳纳米管的高分子化改性改善其表面性能的研究已成为碳纳米管材料化的重要途径.

发明内容

本发明的目的在于克服碳纳米管的团聚效应，使其均匀分散于复合涂料中，提高防腐性能。

本发明一种纳米防腐涂料的制作方法，通过下述技术方案予以实现：

1：碳纳米管的纯化：取0.1～1克碳纳米管加50～200mL浓HCl中，磁力搅拌下加热120℃回流8小时。蒸馏水洗至中性，干燥成粉末备用。

2：将纯化的碳纳米管置于钴源辐照室或电子加速器下辐照，辐照剂量为20～150kGy。

3：取0.1～0.5克聚乙烯醇加50～100mL蒸馏水磁力搅拌下加热85℃至完全溶解，继续搅拌中徐徐加入辐照过的碳纳米管，持续搅拌1小时得到黑色液体，干燥成粉末备用。

4：将干燥的粉末置于钴源辐照室或电子加速器下辐照，辐照剂量为20～150kGy。

5：将辐照过的粉末加蒸馏水磁力搅拌下加热90℃至完全溶解，继续加热搅拌至与市售的水溶性聚氨酯树脂涂料等稠。将此溶液与水溶性聚氨酯树脂涂料充分混匀即制成纳米复合涂料。纳米粒子在涂料中所占比例为0.5～5％。

本发明具有如下有益效果：

1：采用辐照技术克服了碳纳米管的团聚效应，改善了碳纳米管的分散性。将纳米粒子均匀分散在传统的防腐涂料中制成纳米复合涂料，大大提高了防腐涂料的优异性能。

2：制备工艺简单，投资少。无须增加复杂的机械设备。

3：节能、环保，采用本发明，生产过程中只消耗很少的能源；传统的防腐涂料多半是溶剂型涂料，含有苯类有害溶剂，既污染空气也有损人类健康，并且传统的防腐涂料中还大多含有铅系或铬系颜料，会污染环境。本发明以水为溶剂，没有燃烧、中毒、和污染环境的危险，既安全又环保。

4：本发明的纳米复合涂料可以常温固化，施工方便，可以喷涂、刷涂、滚涂，涂层厚度可根据需要任意调整。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1：

(1)碳纳米管的纯化：取0.1克碳纳米管加50mL浓HCl中，磁力搅拌下加热120℃回流8小时；使用蒸馏水洗至中性，然后干燥成粉末备用；

(2)将上述纯化的碳纳米管置于钴源辐照室或电子加速器下辐照，辐照剂量为20kGy；

(3)取0.1克聚乙烯醇加50mL蒸馏水磁力搅拌下加热至85℃使其完全溶解，继续搅拌中徐徐加入上述辐照过的碳纳米管，持续搅拌1小时得到黑色液体，然后干燥成粉末备用；

(4)将步骤(3)得到的干燥粉末置于钴源辐照室或电子加速器下辐照，辐照剂量为20kGy；

(5)将步骤(4)得到的辐照过的粉末加蒸馏水磁力搅拌下加热90℃至完全溶解，继续加热搅拌至与市售的水溶性聚氨酯树脂涂料相等粘稠度；将上述溶液与水溶性聚氨酯树脂涂料充分混匀，即制成纳米粒子在涂料中所占比例为0.5的纳米复合涂料。

实施例2

(1)碳纳米管的纯化：取0.5克碳纳米管加100mL浓HCl中，磁力搅拌下加热120℃回流8小时；使用蒸馏水洗至中性，然后干燥成粉末备用；

(2)将上述纯化的碳纳米管置于钴源辐照室或电子加速器下辐照，辐照剂量为80kGy；

(3)取0.3克聚乙烯醇加80mL蒸馏水磁力搅拌下加热至85℃使其完全溶解，继续搅拌中徐徐加入上述辐照过的碳纳米管，持续搅拌1小时得到黑色液体，然后干燥成粉末备用；

(4)将步骤(3)得到的干燥粉末置于钴源辐照室或电子加速器下辐照，辐照剂量为60kGy；