一种高韧性高耐磨环氧复合涂层及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115991952A(43)申请公布日2023.04.21(21)申请号202111215058.4C09D7/62(2018.01)(22)申请日2021.10.19(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石化上海石油化工股份有限公司(72)发明人田经纬黄胜德咸贵军齐肖张红卫郭瑞蔡莺莺(74)专利代理机构上海恒慧知识产权代理事务所(特殊普通合伙)31317专利代理师张宁展(51)Int.Cl.C09D163/00(2006.01)C09D7/61(2018.01)权利要求书1页说明书5页附图7页(54)发明名称一种高韧性高耐磨环氧复合涂层及其制备方法(57)摘要本发明提出了一种高韧性高耐磨环氧复合涂层及其制备方法，属于高分子涂层技术领域，包括以下步骤：步骤1：制备羟基化纳米级二氧化钛；步骤2：制备硅烷化纳米级二氧化钛；步骤3：制备核壳结构氧化石墨烯‑二氧化钛；步骤4：制备高韧性高耐磨环氧复合涂层。本发明制备条件温和、科学合理、精准便捷、成果转化潜力大、易于制备大规模高韧性高耐磨纳米复合涂层，应用范围广泛。CN115991952ACN115991952A权利要求书1/1页1.一种高韧性高耐磨环氧复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：制备羟基化纳米级二氧化钛：配制钛酸异丙酯水溶液，再滴加氢氧化钠溶液至混合溶液成白色，超声、搅拌得均匀混合溶液，然后离心、清洗、抽滤、烘箱干燥得粉末A；步骤2：制备硅烷化纳米级二氧化钛：将上述粉末A加入到乙醇与水的混合溶液中，超声分散搅拌至均匀，依次加入分散剂聚乙烯吡络烷酮和硅烷偶联剂，超声后，加热搅拌，然后离心、清洗、抽滤、烘箱干燥得粉末B；步骤3：制备核壳结构氧化石墨烯‑二氧化钛：将上述粉末B加入到水溶液中搅拌均匀后与氧化石墨烯水溶液混合，加热、搅拌至均匀，然后离心、清洗、抽滤、烘箱干燥得粉末C；步骤4：制备高韧性高耐磨环氧复合涂层：将上述粉末C加入到乙醇溶液中，依次加入硫化锌和环氧树脂，加热去除多余乙醇，搅拌冷却至室温得混合溶液，向混合溶液中加入消泡剂以及固化剂搅拌均匀，并将混合溶液刮涂在基材上，固化成型，得到高韧性高耐磨环氧复合涂层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中所述添加钛酸异丙酯时水溶液要不断搅拌且容器要置于冰水溶液中，防止混合溶液过热。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中所述加热温度为70‑90℃，加热时间为20‑30小时。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3中所述粉末C中氧化石墨烯，二氧化钛和硫化锌的质量分数分别为1‑7％、3‑7％、2‑8％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3中所述加热至温度为80‑100℃，加热时间为3‑5小时。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4中所述加热温度为80‑110℃，加热时间3‑6小时，所述混合溶液搅拌均匀至表面无气泡溢出；所述固化条件为先初始固化40‑60℃进行8‑16小时，后固化100‑140℃进行3‑5小时。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4中所制备的涂层均匀致密且表面光滑，厚度50‑200um。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液浓度为0.01‑0.05mol/L。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为大连联盛贸易有限公司的BYK‑066N；所述固化剂为大工国际复合材料公司的E51(双酚A型环氧树脂固化剂)。10.一种如权利要求1‑9任一项所述的制备方法制得的高韧性高耐磨环氧复合涂层。2CN115991952A说明书1/5页一种高韧性高耐磨环氧复合涂层及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及高分子涂层技术领域，具体涉及一种高韧性高耐磨环氧复合涂层及其制备方法。背景技术[0002]材料失效的主要形式有腐蚀、断裂和磨损，其中磨损失效最为普遍，其导致的后果往往是灾难性的，带来的经济损失十分巨大。材料的磨损失效又是时刻发生，亟需有效的防护措施，因此，高韧性高耐磨复合涂层可以解决上述问题成为研究热点。[0003]环氧树脂是一种重要的交联热固性聚合物，具有附着力高、化学稳定性好、机械性能优良、耐化学腐蚀等优点。但固化交联形成的三维网络结构往往脆性高，不能有效抵抗裂纹的萌生和扩展，减摩抗磨性能较差，这严重限制了环氧基涂料体系的应用。因此，通过添加各种具有良好机械性能和润滑性能的填料来提高环氧树脂的力学与摩擦学性能。[0004]目前，大量研究证实填充纳米或微米粒子可以改善环氧涂层体系的力学和摩擦学性能，如：碳纤维、碳纳米管、石墨烯、二氧化钛、三氧化二铝、有机硅、二硫化钼、聚四氟