[发明专利]一种纳米氧化锆改性树脂

说明书

本发明涉及一种纳米氧化锆改性树脂，其由以下质量比的组分组成：20～40wt％的自稳定纳米氧化锆溶胶、15～20wt％的偶联剂、40～50wt％的成膜剂及5～10wt％的去离子水。本发明还公开了该纳米氧化锆改性树脂的制备方法。本发明所提供的纳米氧化锆改性树脂，在金属表面时，在金属表面形成5～10μm，耐3％盐水240h不起泡、不生锈、无变色，百格试验附着力为0级，铅笔硬度为≥7H，中性盐雾试验≥500h，耐冲击力≥50Kg·cm，无铅、镉、铬、汞等重金属，无苯、甲苯、乙苯等有害物质，是一种具有优异防腐、疏水、绝缘、润滑、耐磨、耐高温和低成本的新型防腐材料。

技术领域

本发明涉及金属防腐领域，具体涉及一种纳米氧化锆改性树脂。

背景技术

金属材料受周围介质的作用而损坏，称为金属腐蚀。金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态。腐蚀时，在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化(离子)状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。

美国1975年因金属腐蚀造成的经济损失为700亿美元，占当年国民经济生产总值的4.2％.据统计，每年由于金属腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢产量的10-20％.金属腐蚀事故引起的停产、停电等间接损失就更无法计算。金属的腐蚀现象非常普遍。如铁制品生锈、铝制品表面出现白斑、铜制品表面产生铜绿、银器表面变黑等都属于金属腐蚀，其中用量最大的金属—铁制品的腐蚀最为常见。

一般讲，金属的腐蚀是多种因素共同作用的结果，而其中某种因素在腐蚀过程中起着重要的作用。用有机涂料保护大气中的金属结构是应用最广的传统防腐手段。市售各类油漆、清漆等都属这一类，主要是由合成树脂、植物油、橡胶浆液、溶剂、助干剂、颜料、填料等配制而成，品种极多，过去以植物油为主的油漆现在多为合成树脂漆所替代。这些涂料覆盖在金属表面，干后形成多孔薄膜，虽然不能使金属与介质完全隔绝，但增大介质通过微孔的扩散阻力和溶液电阻，使腐蚀电流下降。在缓和的环境(如大气、海水等)中，微孔底金属腐蚀缓慢，腐蚀产物可堵塞微孔，有很长的使用寿命。这种方法不适于强腐蚀溶液(如酸)中，因为金属腐蚀迅速并产生氢气，会使漆膜破裂。

纳米氧化锆改性树脂是一种新型的无机有机防腐系列材料及应用工艺。迄今为止，在我们已知的金属防腐材料当中，尚未发现有哪一种产品，能像“纳米氧化锆改性树脂”一样，同时具备那么多优异性能。它能够根据防腐对象的需要将防腐、疏水、绝缘、润滑、耐磨等多种理想性能于一体，使得纳米氧化锆树脂具有无机材料的高机械性能、高耐候性和有机材料的优异的柔韧性、完好的外观等特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米氧化锆改性树脂，具有防腐、疏水、绝缘、润滑、耐磨、耐高温、降低成本等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种纳米氧化锆改性树脂，其由以下质量比的组分组成：20～40wt％的自稳定纳米氧化锆溶胶、15～20wt％的偶联剂、40～50wt％的成膜剂及5～10wt％的去离子水。

在优选的实施方案中，所述偶联剂为γ—(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ—氨丙基三乙氧基硅烷或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种。

在优选的实施方案中，所述成膜剂为水性丙烯酸树脂、聚氨酯分散体、有机硅改性丙烯酸树脂、环氧改性丙烯酸树脂、氟硅树脂或有机硅树脂中的至少一种。

一种纳米氧化锆改性树脂的制备方法，在室温下，将配方量的偶联剂加入至配方量的自稳定纳米氧化锆溶胶中，所述自稳定纳米氧化锆溶胶的粒子大小为3～5nm，然后进行分散。分散均匀后再加入配方量的成膜剂和水，使用超声震荡形成透明的悬浮液，即制得纳米氧化锆改性树脂。

在优选的实施方案中，所述自稳定纳米氧化锆溶胶的粒子大小为3～5nm。