[发明专利]一种金属腐蚀防护聚合物复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种金属腐蚀防护聚合物复合材料及其制备方法。以环氧树脂为基体，以改性氮化硼纳米片为填料固化而得；所述改性氮化硼纳米片通过下述方法获得：将氮化硼纳米片在水中超声处理，然后加入Tris缓冲液混合均匀，之后再加入鞣酸进行改性。本发明实现了氮化硼纳米片在聚合物中的良好分散，获得的金属腐蚀防护聚合物复合材料在金属腐蚀防护领域具有极佳的应用前景。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种金属腐蚀防护聚合物复合材料及其制备方法。

背景技术

金属腐蚀是一项困扰全球性的问题，不仅给工业化生产造成巨大的经济损失，而且造成潜在的资源浪费。选择并采用合理的防腐蚀方法对保护金属材料，延长其使用寿命，降低维修成本具有重要意义。

聚合物材料具有较高的韧性、抗环境应力开裂能力、较高的抗冲击强度、及优良的成膜性等。尤其环氧树脂聚合物具有优异的耐酸碱性、高耐磨性、电绝缘性以及对金属基材的强粘合性，所以被广泛用于金属表面腐蚀保护和电子封装。但对于特殊精密金属基材的腐蚀保护，环氧树脂聚合物的腐蚀保护性远远不能满足。因此需要对聚合物材料进行复合改性，在充分保持和发挥聚合物材料自身优点的同时增强复合材料的腐蚀防护性能。

可用于环氧树脂聚合物材料填充改性的方法有很多种，其中引入低维无机纳米粒子填料能显著改善环氧树脂的腐蚀防护性能。其中，二维氮化硼纳米片是由B原子和N原子通过共价键堆叠而成的层状结构材料，既是热的良导体又是典型的绝缘体，且与很多常规无机填料相比具有良好的抗氧化性、抗腐蚀性和化学稳定性，与石墨烯、碳纳米管等新型碳基填料相比不会发生电化学腐蚀又具有价格相对低廉的优势。然而氮化硼纳米片与聚合物的分散相容性较差，会加大两者之间的接触缺陷从而影响致密连续性。如何进一步提高无机填料改性聚合物复合材料的金属腐蚀防护性能，并保持良好的分散相容性，仍然是很多研究开发工作所面临的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属腐蚀防护聚合物复合材料及其制备方法。所述金属腐蚀防护聚合物复合材料以聚合物环氧树脂为基体，改性氮化硼纳米片为填充材料，两者分散相容性良好而且能够充分发挥两者各自优异的性能，在金属腐蚀防护领域具有极佳的应用前景。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种金属腐蚀防护聚合物复合材料，其由环氧树脂为基体，改性氮化硼纳米片为填充材料，但两者组成的是三维连续结构。

上述结构的金属腐蚀防护聚合物复合材料优选采用以下方法获得：

以环氧树脂为基体，以改性氮化硼纳米片为填料固化而得。

所述环氧树脂优选为双酚A类环氧树脂，采用胺基类固化剂进行固化，按照每100份的环氧树脂加入5～20份改性氮化硼纳米片和22～23份的固化剂在无水乙醇中混合均匀并固化。

所述改性氮化硼纳米片优选通过下述方法获得：将氮化硼纳米片在水中超声处理，然后加入Tris缓冲液混合均匀，之后再加入鞣酸进行改性。

其中，氮化硼纳米片、Tris缓冲液以及鞣酸的投料质量比为1-3:0.3-0.6:0.4-0.8。

所述Tris缓冲液的PH为7.5～8.5。

具体的，将氮化硼纳米片置于去离子水中超声处理3～5 h，然后将Tris缓冲液加入混合，并加入鞣酸在室温下磁力搅拌2～3 h，之后将溶液洗涤至中性、干燥即得所述改性氮化硼纳米片。

进一步，氮化硼纳米片与去离子水的质量比为1-3:300-500。

上述对氮化硼纳米片改性所使用的原料优选为通过化学气相沉积法获得的氮化硼纳米片。

而通过化学气相沉积法获得氮化硼纳米片的方法，优选以质量比为1:1～5:3的B2O3和B的混合物为硼源。