本發明專利技術涉及納米材料研發技術領域，公開了一種納米復合耐高溫防火涂料，將納米氧化鋅與納米炭黑粒子復合，由于納米氧化鋅具有結晶性化合物的電子結構，由充滿電子的價電子帶和沒有電子的空軌道形成的傳導帶構成，不僅保證了炭黑以微細粒子狀態均勻分散于涂料基質中，而且由于其粒徑極小，比表面積很大，從而增加了與聚合物分子間的相互作用，具有耐高溫、耐磨和耐燃的特性，能夠阻斷高溫火源，起到并且賦予聚合物納米復合涂料以良好的力學性能、熱穩定性、氣體阻隔特性。
【技術實現步驟摘要】
一種納米復合耐高溫防火涂料
本專利技術屬于納米材料研發
，具體涉及一種納米復合耐高溫防火涂料。
技術介紹
納米級結構材料簡稱為納米材料，是指其結構單元的尺寸介于1納米-100納米范圍之間。由于它的尺寸已經接近電子的相干長度，它的性質因為強相干所帶來的自組織使得性質發生很大變化。并且，其尺度已接近光的波長，加上其具有大表面的特殊效應，因此其所表現的特性，例如熔點、磁性、光學、導熱、導電特性等等，往往不同于該物質在整體狀態時所表現的性質。眾所周知,目前納米技術已成為繼互聯網、基因工程等之后人們關注的又一熱點。納米科技是在世紀年代末、年代初才逐步發展起來的前沿、交叉性新興科學，它的迅猛發展已經成為世紀科學技術發展的主流。高科技的飛速發展對高性能材料的要求越來越高，在時間上的要求也越來越迫切，而納米尺寸合成為發展高性能新材料和對現有材料性能進行改善提供了一個新的途徑。納米復合材料之所以能成為研究的熱潮，是因為其與傳統材料相比，有著無法比擬的優越性能，而且將納米技術引入到材料中，可以賦予傳統材料新的功能。比如將納米技術引入到涂層材料中制得的納米涂料具有高強、高韌、高硬度等特性，因其在材料表面起到保護等作用而有著廣闊的應用前景。隨之發展的納米材料在涂料領域的應用也越來越廣泛。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有的問題，提供了一種納米復合耐高溫防火涂料，克服了現有涂料在耐高溫防火性能上的不足。本專利技術是通過以下技術方案實現的：一種納米復合耐高溫防火涂料，制備方法包括以下步驟：（1）利用硫酸氧鈦溶液中和法制備納米氧化鋅：分別稱取0.13-0.15摩爾的偏鈦酸和16-20毫升的硫酸溶液，將偏鈦酸加入到含有溫度計、攪拌器的三口燒瓶中，使用水浴鍋加熱，在攪拌下滴加硫酸溶液，滴加速度為80-100滴/分鐘，維持反應溫度在80-90℃，反應1.0-1.5小時，將反應液在40-50℃加熱下濃縮至質量濃度為90-95%，在攪拌下向濃縮液中緩慢滴加氨水，調節體系PH值在10.5-10.8范圍，繼續攪拌10-15分鐘后靜置，在40-50℃加熱下反應1.5-1.8小時，得到反應物經過過濾、洗滌、干燥，然后在700-750℃下煅燒2-3小時即得所述納米氧化鋅；（2）稱取25-30毫升聚乙烯醇水溶液加入到裝有攪拌器、溫度計、冷凝管的四口燒瓶中，油浴加熱至80-90℃，恒溫攪拌20-25分鐘，靜置冷卻至30-35℃，然后加入1.5-2.0克炭黑和5-6毫升雙氧水，用質量濃度為20-30%碳酸鈉水溶液將反應體系的PH值調至11.0-11.3，將步驟（1）制備的納米氧化鋅加入到反應體系中，用超聲波振蕩25-30分鐘，得分散液，將分散液轉移到聚四氟乙烯反應釜中，在200-220℃下反應18-20小時，降溫后將反應混合物使用無水乙醇超聲洗滌2-3遍，再使用去離子水超聲洗滌2-3遍，過濾得到沉淀物，置于60-70℃烘箱中干燥6-8小時即得所述復合納米材料；（3）將制備得到的復合納米材料用質量濃度在1.2-1.5%范圍的異丁基三乙氧基硅烷的稀溶液進行改性，溶解比為1:5-6，加入1.0-1.5倍體積的丙酮溶液中用超聲波振蕩25-30分鐘，添加到醇酸漆中，在轉速為1500-1800轉/分鐘下分散45-55分鐘即可使用。作為對上述方案的進一步描述，步驟（1）中所述的硫酸溶液溶液摩爾濃度為18-20摩爾/升。作為對上述方案的進一步描述，步驟（2）中所述氧化鋅納米粒子大小在1-30納米之間。作為對上述方案的進一步描述，步驟（2）中所述聚乙烯醇水溶液質量濃度為70-80%。本專利技術相比現有技術具有以下優點：為了提高納米材料在涂料領域的應用，本專利技術提供了一種納米復合耐高溫防火涂料，將納米氧化鋅與納米炭黑粒子復合，由于納米氧化鋅具有結晶性化合物的電子結構，由充滿電子的價電子帶和沒有電子的空軌道形成的傳導帶構成，不僅保證了炭黑以微細粒子狀態均勻分散于涂料基質中，而且由于其粒徑極小，比表面積很大，從而增加了與聚合物分子間的相互作用，具有耐高溫、耐磨和耐燃的特性，能夠阻斷高溫火源，起到并且賦予聚合物納米復合涂料以良好的力學性能、熱穩定性、氣體阻隔特性。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術作進一步描述。實施例1一種納米復合耐高溫防火涂料，制備方法包括以下步驟：（1）利用硫酸氧鈦溶液中和法制備納米氧化鋅：分別稱取0.13摩爾的偏鈦酸和16毫升的硫酸溶液，將偏鈦酸加入到含有溫度計、攪拌器的三口燒瓶中，使用水浴鍋加熱，在攪拌下滴加硫酸溶液，滴加速度為80滴/分鐘，維持反應溫度在80℃，反應1.0小時，將反應液在40℃加熱下濃縮至質量濃度為90%，在攪拌下向濃縮液中緩慢滴加氨水，調節體系PH值在10.5-10.8范圍，繼續攪拌10分鐘后靜置，在40℃加熱下反應1.5小時，得到反應物經過過濾、洗滌、干燥，然后在700℃下煅燒2小時即得所述納米氧化鋅；（2）稱取25毫升聚乙烯醇水溶液加入到裝有攪拌器、溫度計、冷凝管的四口燒瓶中，油浴加熱至80℃，恒溫攪拌20分鐘，靜置冷卻至30℃，然后加入1.5克炭黑和5毫升雙氧水，用質量濃度為20%碳酸鈉水溶液將反應體系的PH值調至11.0，將步驟（1）制備的納米氧化鋅加入到反應體系中，用超聲波振蕩25分鐘，得分散液，將分散液轉移到聚四氟乙烯反應釜中，在200℃下反應18小時，降溫后將反應混合物使用無水乙醇超聲洗滌2遍，再使用去離子水超聲洗滌2遍，過濾得到沉淀物，置于60℃烘箱中干燥6小時即得所述復合納米材料；（3）將制備得到的復合納米材料用質量濃度在1.2-1.5%范圍的異丁基三乙氧基硅烷的稀溶液進行改性，溶解比為1:5，加入1.0倍體積的丙酮溶液中用超聲波振蕩25分鐘，添加到醇酸漆中，在轉速為1500轉/分鐘下分散45分鐘即可使用。作為對上述方案的進一步描述，步驟（1）中所述的硫酸溶液溶液摩爾濃度為18摩爾/升。作為對上述方案的進一步描述，步驟（2）中所述氧化鋅納米粒子大小在1-30納米之間。作為對上述方案的進一步描述，步驟（2）中所述聚乙烯醇水溶液質量濃度為70%。對比例2一種納米復合耐高溫防火涂料，制備方法包括以下步驟：（1）利用硫酸氧鈦溶液中和法制備納米氧化鋅：分別稱取0.14摩爾的偏鈦酸和18毫升的硫酸溶液，將偏鈦酸加入到含有溫度計、攪拌器的三口燒瓶中，使用水浴鍋加熱，在攪拌下滴加硫酸溶液，滴加速度為90滴/分鐘，維持反應溫度在85℃，反應1.2小時，將反應液在45℃加熱下濃縮至質量濃度為93%，在攪拌下向濃縮液中緩慢滴加氨水，調節體系PH值在10.5-10.8范圍，繼續攪拌12分鐘后靜置，在45℃加熱下反應1.6小時，得到反應物經過過濾、洗滌、干燥，然后在720℃下煅燒2.5小時即得所述納米氧化鋅；（2）稱取28毫升聚乙烯醇水溶液加入到裝有攪拌器、溫度計、冷凝管的四口燒瓶中，油浴加熱至85℃，恒溫攪拌22分鐘，靜置冷卻至32℃，然后加入1.8克炭黑和5.5毫升雙氧水，用質量濃度為25%碳酸鈉水溶液將反應體系的PH值調至11.2，將步驟（1）制備的納米氧化鋅加入到反應體系中，用超聲波振蕩28分鐘，得分散液，將分散液轉移到聚四氟乙烯反應釜中，在210℃下反應19小時，降溫后將反應混合物使用無水乙醇超聲洗滌2遍，再使用去離子水超聲洗本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種納米復合耐高溫防火涂料，其特征在于，制備方法包括以下步驟：（1）利用硫酸氧鈦溶液中和法制備納米氧化鋅：分別稱取0.13?0.15摩爾的偏鈦酸和16?20毫升的硫酸溶液，將偏鈦酸加入到含有溫度計、攪拌器的三口燒瓶中，使用水浴鍋加熱，在攪拌下滴加硫酸溶液，滴加速度為80?100滴/分鐘，維持反應溫度在80?90℃，反應1.0?1.5小時，將反應液在40?50℃加熱下濃縮至質量濃度為90?95%，在攪拌下向濃縮液中緩慢滴加氨水，調節體系PH值在10.5?10.8范圍，繼續攪拌10?15分鐘后靜置，在40?50℃加熱下反應1.5?1.8小時，得到反應物經過過濾、洗滌、干燥，然后在700?750℃下煅燒2?3小時即得所述納米氧化鋅；（2）稱取25?30毫升聚乙烯醇水溶液加入到裝有攪拌器、溫度計、冷凝管的四口燒瓶中，油浴加熱至80?90℃，恒溫攪拌20?25分鐘，靜置冷卻至30?35℃，然后加入1.5?2.0克炭黑和5?6毫升雙氧水，用質量濃度為20?30%碳酸鈉水溶液將反應體系的PH值調至11.0?11.3，將步驟（1）制備的納米氧化鋅加入到反應體系中，用超聲波振蕩25?30分鐘，得分散液，將分散液轉移到聚四氟乙烯反應釜中，在200?220℃下反應18?20小時，降溫后將反應混合物使用無水乙醇超聲洗滌2?3遍，再使用去離子水超聲洗滌2?3遍，過濾得到沉淀物，置于60?70℃烘箱中干燥6?8小時即得所述復合納米材料；（3）將制備得到的復合納米材料用質量濃度在1.2?1.5%范圍的異丁基三乙氧基硅烷的稀溶液進行改性，溶解比為1:5?6，加入1.0?1.5倍體積的丙酮溶液中用超聲波振蕩25?30分鐘，添加到醇酸漆中，在轉速為1500?1800轉/分鐘下分散45?55分鐘即可使用。...
【技術特征摘要】
1.一種納米復合耐高溫防火涂料，其特征在于，制備方法包括以下步驟：（1）利用硫酸氧鈦溶液中和法制備納米氧化鋅：分別稱取0.13-0.15摩爾的偏鈦酸和16-20毫升的硫酸溶液，將偏鈦酸加入到含有溫度計、攪拌器的三口燒瓶中，使用水浴鍋加熱，在攪拌下滴加硫酸溶液，滴加速度為80-100滴/分鐘，維持反應溫度在80-90℃，反應1.0-1.5小時，將反應液在40-50℃加熱下濃縮至質量濃度為90-95%，在攪拌下向濃縮液中緩慢滴加氨水，調節體系PH值在10.5-10.8范圍，繼續攪拌10-15分鐘后靜置，在40-50℃加熱下反應1.5-1.8小時，得到反應物經過過濾、洗滌、干燥，然后在700-750℃下煅燒2-3小時即得所述納米氧化鋅；（2）稱取25-30毫升聚乙烯醇水溶液加入到裝有攪拌器、溫度計、冷凝管的四口燒瓶中，油浴加熱至80-90℃，恒溫攪拌20-25分鐘，靜置冷卻至30-35℃，然后加入1.5-2.0克炭黑和5-6毫升雙氧水，用質量濃度為20-30%碳酸鈉水溶液將反應體系的PH值調至11.0-11.3，將...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳坦和，陳明祥，于初宏，
申請(專利權)人：馬鞍山藍科再制造技術有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽,34
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