[发明专利]一种石材养护用改性碳纳米管涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石材养护用改性碳纳米管涂料及其制备方法，属于新材料制备技术领域，一种石材养护用改性碳纳米管涂料，包括以下重量份的组分：溶剂20‑50份、助剂1‑5份、环氧树脂40‑80份、改性碳纳米组合管4‑10份，改性碳纳米组合管包括：改性碳纳米管A、改性碳纳米管B，改性碳纳米管A表面具有官能团X，官能团X具有还原性，改性碳纳米管B表面具有官能团Y，官能团Y具有氧化性，官能团X和官能团Y具备产生交联反应的基础，官能团X和官能团Y产生交联反应后，将改性碳纳米管A和改性碳纳米管B紧密连接，构成纳米骨架，它可以实现在石材表面覆盖纳米骨架，纳米骨架结构牢固，将石材表面的耐抗击性和耐腐蚀性等得到极大的提升。

技术领域

本发明属于新材料制备技术领域，更具体地说，涉及一种石材养护用改性碳纳米管涂料及其制备方法。

背景技术

碳纳米管是由C-C共价键结合而成，由于具有管径小、长径比大的特性，使碳纳米管具有优良的电学和力学性能，其杨氏模量和剪切模量与金刚石相同，理论强度可达106MPa，是钢的10倍。碳纳米管还具有很高的韧性，而密度仅为钢的1/7，耐强酸、强碱，在空气中700℃以下基本不氧化，有望成为复合材料的增强体。碳纳米管是由单层或多层石墨片卷曲而成的无缝纳米管状壳层结构，相邻层间距与石墨的层间间距相当约为0.34nm，长度却可达数毫米，巨大的长径比使管与管之间极易缠结团聚，致使碳纳米管很难溶于水和有机溶剂，限制了其广泛的应用和优良性能的发挥，必须对其进行表面改性。碳纳米管的表面改性可分为两类：一是非共价作用的物理改性；二是共价作用的化学改性。

经过化学改性的碳纳米管表面化学结构发生变化，由非极性向极性转变，表面能降低，粒子之间的聚集能力减弱，能够很好地分散在各种溶剂体系中，增加了其在环氧树脂中的稳定性和分散性，成为易处理、使用方便的材料，使碳纳米管的工业化应用进入了一个新的阶段，并开启了新的应用领域。

石材已经融入了人的方方面面的生活中，石材一般用于建筑的表面装饰，作为表面装饰会承受大量的尖锐物质打磨和腐蚀性液、气体的侵蚀，石材表面会出现凹凸不平的坑陷，极其影响美观度与平整度，严重的还会影响石材的使用寿命。

发明内容

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种石材养护用改性碳纳米管涂料，包括以下重量份的组分：

溶剂20-50份、助剂1-5份、环氧树脂40-80份、改性碳纳米组合管4-10份。

改性碳纳米组合管包括：改性碳纳米管A、改性碳纳米管B。

改性碳纳米管A表面具有官能团X，官能团X具有还原性。

改性碳纳米管B表面具有官能团Y，官能团Y具有氧化性。

官能团X和官能团Y具备产生交联反应的基础，官能团X和官能团Y产生交联反应后，将改性碳纳米管A和改性碳纳米管B紧密连接，构成纳米骨架。

改性碳纳米管A和改性碳纳米管B的重量份比重为1:1，其中官能团X和官能团Y的组分配比为1:1。

进一步的，官能团X为酚羟基，官能团Y为硝基。酚羟基具有还原性，硝基具有氧化性。酚羟基和硝基产生硝化反应，将改性碳纳米管A和改性碳纳米管B连接在一起。

进一步的，改性碳纳米管A的酚羟基通过使用过硫酸铵在40-80℃环境下改性碳纳米管得到。过硫酸铵具有强氧化性，将碳纳米管表面改性，使碳纳米管表面酚羟基数量增加。随着温度的升高,改性碳纳米管的酚羟基数量呈先升后降的趋势，40-80℃为最佳温度。

进一步的，过硫酸铵改性碳纳米管的时间为10-20h。随着过硫酸铵处理碳纳米管时间的延长,改性碳纳米管的酚羟基数量呈先升后降的趋势，10-20h为最佳时间。