本發(fā)明涉及一種包含鋅改性納米碳纖維和表面改性劑的涂料，所述涂料包含以下質(zhì)量份數(shù)的組分：溶劑36?48份、丙烯酸乳液40?60份、鋅改性納米碳纖維10?25份、表面改性劑10?15份、分散劑1.0?1.5份、潤(rùn)濕劑0.06?0.15份、消泡劑0.05?0.2份和固化劑2.5?5.5份。本發(fā)明所述涂料通過加入表面改性劑和鋅改性納米碳纖維，極大地提高了耐磨性和耐腐蝕性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，具體涉及一種包含鋅改性納米碳纖維和表面改性劑的涂料及其制備方法。

背景技術(shù)

鋼鐵制品由于在空氣、水中等的腐蝕，會(huì)造成十分巨大的損失。從世界范圍上來看，所有材料每年因腐蝕損失約1％的重量，腐蝕帶來的經(jīng)濟(jì)損失約占國(guó)家經(jīng)濟(jì)總量的4％。人們積極研究和采用各種防腐措施，防腐涂料高速發(fā)展。目前使用的涂料存在與金屬表面的結(jié)合力弱、耐候性差、力學(xué)性能差等缺點(diǎn)。

因此，急需一種與鋼鐵表面結(jié)合力強(qiáng)、防腐蝕能力強(qiáng)的涂料。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明一方面提供一種涂料，所述涂料包含以下質(zhì)量份數(shù)的組分：溶劑36-48份、丙烯酸乳液40-60份、鋅改性納米碳纖維10-25份、表面改性劑10-15份、分散劑1.0-1.5份、潤(rùn)濕劑0.06-0.15份、消泡劑0.05-0.2份、固化劑2.5-5.5份。

在其中一種實(shí)施方案中，所述溶劑為乙醇、乙二醇、乙二醇二甲醚、甲基叔丁基醚、丙三醇、正丁醇、乙酸乙酯、丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、四氫呋喃、環(huán)己酮、N-甲基吡咯烷酮中的至少一種。

溶劑的種類和用量沒有特別限制，能實(shí)現(xiàn)涂料組分溶解或均勻分散的效果即可。優(yōu)選地，本發(fā)明所述溶劑為二甲苯、環(huán)己烷與乙酸乙酯的混合物，所述二甲苯、環(huán)己烷與乙酸乙酯的體積比為(0.3-0.5)：(0.4-0.6)：1。

本發(fā)明使用丙烯酸乳液可通過市售購(gòu)買得到，按產(chǎn)品的組成可以分為純丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液等；本發(fā)明乳液優(yōu)選苯丙乳液。

在其中一種實(shí)施方案中，所述鋅改性納米碳纖維可以通過如下方法制備得到：將纖維素、金屬鋅鹽和高分子聚合物溶于溶劑中制成紡絲液，進(jìn)行靜電紡絲，再經(jīng)過碳化處理和氫化處理，即可得到鋅改性納米碳纖維。

在另外一些實(shí)施方案中，所述金屬鋅鹽為硝酸鋅、氯化鋅、硫酸鋅或醋酸鋅中的一種或多種。

在另外一些實(shí)施方案中，所述高分子聚合物為聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羥丙基甲基纖維素、丙烯酸樹脂、聚氨酯、改性有機(jī)硅樹脂、水性環(huán)氧樹脂、改性酚醛樹脂中的一種或多種。

在另外一些實(shí)施方案中，所述溶劑為水、乙醇、異丙醇、乙二醇、丙二醇、二氯乙烷、三氯乙烷、甲苯、二甲苯、1,4-二氧六環(huán)或丙酮中的一種或多種。

在另外一些實(shí)施方案中，所述靜電紡絲參數(shù)為：紡絲電壓15-40kV、紡絲距離10-25cm、溶液推進(jìn)速率為1-5mL/h。

在另外一些實(shí)施方案中，所述碳化處理為在空氣氣氛中以1-5℃/min速率升溫至150-200℃，保溫時(shí)間為1-3h。

在另外一些實(shí)施方案中，所述氫化處理為在氫氣爐中以1-5℃/min速率升溫500-650℃，保溫時(shí)間為2-6h。

在另外一些實(shí)施方案中，所述纖維素和金屬鋅鹽的質(zhì)量比為1：(0.8-1.5)。

在另外一些實(shí)施方案中，所述纖維素為竹纖維素。

過高的鋅粉含量對(duì)環(huán)境存在一定危害，本發(fā)明在涂料配方中加入鋅改性納米碳纖維，極大地降低了鋅的用量，減少了環(huán)境污染；并且與無機(jī)富鋅涂料相比，能夠保證涂膜不因裂紋而剝落，顯著提高了防腐蝕效果。

在其中一種實(shí)施方案中，所述表面改性劑為具有如下結(jié)構(gòu)的化合物：