[发明专利]一种基于静电纺丝纤维的光敏型无铬钝化液及其制备方法

权利要求书

1.一种基于静电纺丝纤维的光敏型无铬钝化液的制备方法，其特征在于步骤如下：

(1)将聚丙烯腈与N，N-二甲基甲酰胺混合后置于锥形瓶中进行水浴加热，水浴温度为80℃，水浴过程中上述混合物需机械搅拌直至完全溶解后获得纺丝液；

(2)将步骤(1)制备获得的纺丝液装入注射器中进行静电纺丝，获得静电纺丝纤维；

(3)将静电纺丝纤维与无水乙醇按照质量比1:100置于锥形瓶中混合均匀，通过滴加丙烯酸对静电纺丝纤维进行表面改性，改性过程中需要水浴加热以及超声分散，反应结束后将经过过滤、丙酮洗涤的滤饼烘至含水率小于1.0％，获得丙烯酸改性静电纺丝纤维；

(4)在60℃水浴条件下，将2，4-甲苯二异氰酸酯置于三口烧瓶中，然后向三口烧瓶中滴加聚醚二元醇生成末端为-NCO的预聚体；然后将水浴温度升至70℃并向三口烧瓶中滴加丙烯酸羟烷酯，以除去反应体系中的-NCO，获得聚醚丙烯酸酯预聚体，整个反应过程需要机械搅拌，转速为60r/min；

(5)将步骤(3)所述的丙烯酸改性静电纺丝纤维与步骤(4)所述的聚醚丙烯酸酯预聚体在室温下搅拌均匀得到混合预聚体；

(6)将步骤(5)所述的混合预聚体与单体和偶氮二异丁腈混合并在室温、避光的条件下搅拌均匀后，制得基于静电纺丝纤维的光敏型无铬钝化液；

该光敏型无铬钝化液是以静电纺丝纤维为骨架，以聚醚丙烯酸酯为成膜物质制成的钝化液。

2.根据权利要求1所述的基于静电纺丝纤维的光敏型无铬钝化液的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，聚丙烯腈与N，N-二甲基甲酰胺的质量比为1:8～1:12，混合物的机械搅拌转速为120r/min。

3.根据权利要求1所述的基于静电纺丝纤维的光敏型无铬钝化液的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，静电纺丝过程中，阳极与针头连接，连接阴极的铝箔为接收器，注射器控制流速为1.0mL/h～4.0mL/h，静电纺丝过程中的电压为16kV，接收距离为25cm，制得的静电纺丝纤维的直径为50nm～80nm，长度为300nm～500nm。

4.根据权利要求1所述的基于静电纺丝纤维的光敏型无铬钝化液的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，每改性1.0g静电纺丝纤维需滴加7mL～10mL丙烯酸，表面改性的水浴温度为60℃，反应时间为3h，超声分散功率为600w，每工作10s，间歇5s；反应结束后过滤改性静电纺丝纤维所得的滤饼须经丙酮洗涤3次，烘干温度为60℃，静电纺丝纤维的丙烯酸改性反应方程式如下：

5.根据权利要求1所述的基于静电纺丝纤维的光敏型无铬钝化液的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，生成末端为-NCO的预聚体的反应终点为体系中-NCO的含量为11.03％，反应方程式如下：

6.根据权利要求1所述的基于静电纺丝纤维的光敏型无铬钝化液的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，除去反应体系中-NCO的反应终点为体系中-NCO的含量小于1.0％，反应方程式如下：

7.根据权利要求1所述的基于静电纺丝纤维的光敏型无铬钝化液的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，丙烯酸改性静电纺丝纤维与聚醚丙烯酸酯预聚体的质量比为1:2～1:5；机械搅拌转速为60r/min。

8.根据权利要求1所述的基于静电纺丝纤维的光敏型无铬钝化液的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中，单体为己二醇二丙烯酸酯、三缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或甘油三丙烯酸酯；机械搅拌转速为180r/min；混合预聚体、单体和偶氮二异丁腈的混合比例为：

混合预聚体：80wt％～92wt％

单体：6wt％～12wt％

偶氮二异丁腈：2wt％～8wt％。

9.根据权利要求1所述的基于静电纺丝纤维的光敏型无铬钝化液的制备方法，其特征在于：该基于静电纺丝纤维的光敏型无铬钝化液经波长340nm的紫外光照射10s～15s即可形成具有交联结构的致密薄膜，利用该基于静电纺丝纤维的光敏型无铬钝化液钝化后的镀锌钢板经中性盐雾试验处理96h后的腐蚀面积<5.0％。