[发明专利]一种改性碳纳米管-氟碳树脂及在耐磨铝单板中的应用

说明书

本发明涉及氟碳树脂技术领域，且公开了一种改性碳纳米管‑氟碳树脂及在耐磨铝单板中的应用，通过原位聚合方法，4,4‑二苯甲烷二异氰酸酯与全氟辛酰胺基‑三氮杂庚烷在碳纳米管表面原位接枝聚合，在碳纳米管表面接枝了含全氟烷基的聚合物分子链。对氟碳树脂填充改性，碳纳米管经过全氟聚合物接枝后，与聚偏氟乙烯氟碳树脂的相容性很好，克服了碳纳米管分散不均和团聚的问题。对氟碳树脂起到更好的增强改性效果。将改性碳纳米管‑氟碳树脂面漆对铝单板进行氟碳喷涂处理，氟碳铝单板表面具有更高的硬度、耐磨性和抗冲击性，耐盐雾性、耐酸性等性能也有明显提高。

技术领域

本发明涉及氟碳树脂技术领域，具体为一种改性碳纳米管-氟碳树脂及在耐磨铝单板中的应用。

背景技术

聚偏氟乙烯氟碳树脂具有优良的耐候性、耐水性、耐化学品性等优点，广泛应用铝单板、卷材涂料、厨房烹调器具、精密器械涂装等方面。目前铝单板通常是利用氟碳树脂进行氟碳二涂一烤，氟碳三涂一烤等工艺进行处理，提高铝单板抗腐蚀性和使用寿命，因此增强氟碳树脂的耐磨性、抗冲击性等性能，拓展其在铝单板等方面的实际应用，具有重要的优异。

在氟碳树脂中加入无机纳米材料，可以赋予氟碳树脂涂层独特的性能，如《纳米二氧化钛自清洁氟碳铝单板的低温制备》报道了将纳米TiO₂溶胶涂覆在氟碳铝单板表面，表现出独特的自清洁等作用；碳纳米管作为高强度的碳纳米材料，广泛应用在氟碳树脂等高分子材料中，如《碳纳米管在氟碳树脂中的分散及其对光学性能的影响》，采用球磨分散工艺制备了碳纳米管乙酸丁酯分散液，然后加入到氟碳树脂制备成涂料，改善了氟碳树脂涂层的热性能和光学性能。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明提供了一种改性碳纳米管-氟碳树脂应用于铝单板中，增强了氟碳铝单板的综合性能。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种改性碳纳米管-氟碳树脂，优选的，所述改性碳纳米管-氟碳树脂包括100重量份的氟碳树脂、8-12重量份的氨基树脂、0.5-0.8重量份的酸催化剂、0.2-1重量份的全氟改性碳纳米管、0.1-0.5重量份的流平剂、0.2-0.5重量份消泡剂、0.2-0.6重量份的分散剂。

优选的，所述全氟改性碳纳米管的制备方法为：

S1、在0-5 ℃将100重量份的重量份的全氟辛酰氯溶解到反应溶剂中，然后滴加60-75重量份的1,7-双-Boc-1,4,7-三氮杂庚烷和40-60重量份的三乙胺，搅拌1-2 h然后再20-35 ℃中搅拌反应3-8 h，反应后旋蒸除去溶剂，使用饱和氯化钠溶液洗涤产物，然后将粗产物加入到三氯甲烷中重结晶，得到全氟辛酰胺基-双-Boc-三氮杂庚烷。

S2、将全氟辛酰胺基-双-Boc-三氮杂庚烷溶解到1,4-二氧六环中，然后滴加盐酸溶液，在20-35 ℃中搅拌反应2-6 h，反应后加入二氯甲烷和饱和碳酸氢钠，萃取分离后将有机相干燥、浓缩，粗产物加入到三氯甲烷中重结晶，得到全氟辛酰胺基-三氮杂庚烷；

S3、将100重量份的羟基化碳纳米管超声分散到N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入2000-3500重量份的4,4-二苯甲烷二异氰酸酯和30-80重量份的二月桂酸二丁基锡，在55-65 ℃中搅拌反应6-12 h，然后再加入3800-6000重量份的全氟辛酰胺基-三氮杂庚烷，在70-85中搅拌聚合反应3-8 h，反应后过滤溶剂，丙酮洗涤产物，得到全氟改性碳纳米管；

优选的，所述S1中反应溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃。

优选的，所述S2中盐酸溶液的质量分数为10-18%。

优选的，所述的改性碳纳米管-氟碳树脂在耐磨铝单板中的应用。