[发明专利]一种超耐磨高硬度纳米钛瓷涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超耐磨高硬度纳米钛瓷涂料及其制备方法，涉及涂料技术领域。本发明先利用4‑羟基巴豆酸、五氧化二磷对环氧树脂进行改性，再与有机硅树脂基体发生反应，提高涂料的抗剥离性；然后用正丙醇进一步改性有机硅树脂基体，提高涂料的抗剥离性，并与自制涂料具有较好的相容性；接着利用酸化后的碳纳米管吸附铈离子，沉淀形成层状氢氧化物，然后钛酸丁酯插层于其中，经过两次加热，形成钛瓷，获得自制填料，呈三维复合结构，能够在树脂基体中重叠排列，提高涂料的耐磨性，再经离子渗氮处理，有效提高涂料的耐磨性。本发明制备的涂料具有耐磨、抗剥离的效果。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体为一种超耐磨高硬度纳米钛瓷涂料及其制备方法。

背景技术

金属基材如铝合金以其独特的机械性能、轻便、美观等特点广泛应用于航天设备、机场、地铁以及建筑装饰等领域。通常为了提高材料的硬度、耐磨等性能，在金属基材使用前，必要对其进行涂层保护处理，常采用树脂、钛瓷与其他填料混合，提高涂层硬度，并且因为长期使用，使涂料漆膜容易受到磨损和脱漆，而钛瓷与其他填料因分散不均易出现堆叠现象，导致涂层表面凹凸不平，且与树脂基体嵌合程度不高，反而加剧涂层磨损情况。

有机硅树脂由于其硅氧键含有较高的键能，因此具有较高的热氧化稳定性和耐热性，且优于一般有机树脂，但对基材的粘结力较差，使用一年甚至半年后，会发生较大的漆膜脱落情况，在一定程度上限制了它的应用，而环氧树脂含有许多羟基和醚键，可以大大提高涂料的附着力，但与有机硅树脂的相容性不好，难以发挥其提升涂料的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超耐磨高硬度纳米钛瓷涂料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种超耐磨高硬度纳米钛瓷涂料，包括自制有机硅树脂、自制填料、稀释剂660A、三乙烯四胺、DMP-30，所述超耐磨高硬度纳米钛瓷涂料由以下方法制得，将自制有机硅树脂、自制填料搅拌混合后，加入稀释剂660A，水浴加热至预定温度，通入氢气和氮气，继续升温，真空保温一段时间，再加入三乙烯四胺和DMP-30。

进一步的，所述自制有机硅树脂由改性环氧树脂、3-氯丙基三乙氧基硅烷、二乙氧基二氯硅烷、十甲基环五硅氧烷、2,4,6,8,10-环五硅氧烷、四甲基二氢基二硅氧烷、1,1,1-三乙基-3,3-二甲基二硅氧烷、正丙醇制得。

进一步的，所述改性环氧树脂由4-羟基巴豆酸、环氧树脂E-51、五氧化二磷制得。

进一步的，所述自制填料由以下方法制得，将碳纳米管经硝酸处理，得预处理碳纳米管；将预处理碳纳米管置于去离子水中，超声分散后，加入六水合硝酸铈、硫酸钠、六次甲基四胺，氮气保护下，油浴加热至预定温度，搅拌反应后，抽滤、冲洗、干燥得复合碳纳米管；再置于钛酸丁酯，超声处理后，高温下反应一段时间后，加热升温，保温一段时间，再降温、保温。

进一步的，一种超耐磨高硬度纳米钛瓷涂料的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)将树脂基体升温至89～95℃，按质量比1:0.0007:7～1:0.001:16加入改性环氧树脂、KP220、乙酸乙酯，改性环氧树脂和树脂基体的质量比为0.4:1～0.8:1，150～200rpm搅拌1～3h后，氮气氛围下，反应9～18h后，降温至20～30℃，加入树脂基体质量0.9～2.0倍的正丙醇，反应5～10h后，用去离子水洗涤至溶液pH为6～7，300～400rpm、77～85℃蒸馏3～6h，得自制有机硅树脂；

(2)将自制有机硅树脂、自制填料按质量比l:1.0～1:1.5混合，200～300rpm搅拌3～7h后，加入自制有机硅树质量0.006～0.01倍的稀释剂660A，水浴加热至46～59℃，通入氢气和氮气，升温至220～242℃，真空度30～70Pa下保温7～12h，加入自制有机硅树脂质量0.01～0.03倍的三乙烯四胺、自制有机硅树脂质量0.002～0.005倍的DMP-30，搅拌均匀，得超耐磨高硬度纳米钛瓷涂料。