[发明专利]一种离子液体功能化碳纳米管超防腐涂料

说明书

本发明提供一种离子液体功能化碳纳米管超防腐涂料，包括主剂和硬化剂；所述主剂与硬化剂的质量比为100：(20～35)；所述主剂中含有重量百分比为0.5～5％的离子液体功能化碳纳米管。本发明的离子液体功能化碳纳米管超防腐涂料，通过离子液体功能化碳纳米管与金属粉的结合达到立交连接形成立体超防腐性，使得涂膜具有良好的抗腐蚀性能；通过超细金属粉和不同密度填料的协同作用使得涂膜具有良好的致密性；通过助剂体系的搭配使用使得涂膜具有良好的外观状态。特别是与环氧或聚氨酯中涂涂料和聚氨酯面漆的配套组成三涂层配套涂层，能够有效延长喷涂设备的防腐蚀时间和使用寿命，大大降低设备的使用成本。

技术领域

本发明属于超防腐涂料技术领域，具体涉及一种离子液体功能化碳纳米管超防腐涂料。

背景技术

汽车、工程机械、越野车等领域由于长期野外恶劣的环境下作业往往更容易受到严重侵蚀，导致使用寿命大大缩短。为解决这一问题，需要在此类产品的外表面涂覆一层防腐涂层，对产品进行保护。但现有技术中的防腐涂料的防腐性能较差，仍不能满足汽车、工程机械、越野车等机械产品的防腐要求，致使此类产品的使用成本较高。

伴随新材料的出现和应用的成熟，涂料行业也有了长足的发展，开发超防腐涂料效果成为可能。碳基材料如碳纳米管具有导电性高、稳定性好比表面积大和成本低等优点，因此在汽车行业特别是在重型卡车、工程机械和越野车领域的防腐涂膜研究中有巨大的研究空间。为了提高碳纳米管的结构、界面和导电性能，研究人员在元素掺杂(如N、P、S掺杂)、缺陷位构建等方向做了大量研究，以期提高碳纳米管的性能，进而使涂料的防腐性或配套涂层能够达到超防腐的指标要求。即便如此，现有技术中的超防腐涂料仍不能满足长期处于恶劣环境中的设备的防腐要求，防腐效果仍需要提高。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种离子液体功能化碳纳米管超防腐涂料，其具有优异的防腐性能，能够有效延长喷涂设备的使用寿命，更有利于实现喷涂设备长期在恶劣环境下作业。

一种离子液体功能化碳纳米管超防腐涂料，包括主剂和硬化剂；所述主剂与硬化剂的质量比为100：(20～35)；所述主剂中含有重量百分比为0.5～5％的离子液体功能化碳纳米管。

离子液体是指由阴阳离子组成的，在室温下或较低温度下(一般指低于100℃)呈液态的有机盐。与传统的有机溶剂和常见的盐水溶液相比，离子液体具有许多独特的物理化学性质，如不挥发或者极低的挥发性、热稳定性高、良好的导电性、电化学窗口宽等。另外，离子液体还具有可设计性，可以通过改变阴阳离子的搭配来改变离子液体的性质，或者在阴阳离子上引入相应的官能团以实现特定的功能。

本发明采用离子液体对碳纳米管进行原位改性，改性后的碳纳米管兼具离子液体和碳纳米管的特质，具有更加高效的导电能力和高的氧化还原电位。因此，可快速促进镀层金属离子产生阳极氧化进而被钝化，有效减缓其在介质中的腐蚀速率。不仅如此，离子液体具有亲水性的阴离子不仅可以有效提升碳纳米管与涂料的相容性，使其在涂层中分散均匀。

由于金属粉如锌粉表面有一层氧化物薄膜，氧化物膜在有水存在下表面形成羟基，带负电，因此离子液体阳离子可以与其作用，有效减少金属粉的聚集，使其分散均匀。也就是说，离子液体可促进具有防腐能力的碳纳米管和金属粉更为均匀的分散在涂层中，使涂层更为致密，避免涂层防腐填料分布不均而出现锈点。另外，离子液体具有亲核性的阴离子可以有效吸附涂层表面的二氧化碳，减少酸腐蚀。

本发明基于离子液体功能化碳纳米管超防腐涂料可以达到更加优异的防腐蚀效果，大幅延长设备的使用寿命，适用重卡、工程机械、越野车等长期在恶劣环境下作业的设备，具有潜在的应用价值。

作为优选，所述主剂与硬化剂的质量比为100：(20～33)。

作为优选，所述离子液体功能化碳纳米管为咪唑醋酸盐离子液体功能化碳纳米管，结构式如下：