本申請涉及涂料，特別是涉及一種管狀碳納米材料及其制備方法、復(fù)合涂料及涂層制品。

背景技術(shù)：

1、碳納米管具有比表面積大、熱穩(wěn)定性強(qiáng)、優(yōu)異的機(jī)械力學(xué)性能等特點(diǎn)。用作涂料納米添加劑時能在基材上形成致密耐腐蝕的膜層，且對金屬及合金材料有良好的附著性能，因此，在金屬防腐蝕領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用和廣泛前景。

2、有研究報(bào)導(dǎo)了碳納米管引入到環(huán)氧富鋅漆中能大幅度提升涂層的防腐蝕性能，并且同時可以減少鋅粉的用量，降低涂層的重量。但是現(xiàn)有技術(shù)中的碳納米管的成本比較高，經(jīng)濟(jì)性差，且無法滿足特殊環(huán)境下的防腐要求。

3、由此，傳統(tǒng)技術(shù)仍有待改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，本申請?zhí)峁┮环N管狀碳納米材料的制備方法，該制備方法工藝簡單、成本低，能夠有效降低涂料成本，且使涂料具有良好的防護(hù)性能；并相應(yīng)地提供了一種管狀碳納米材料、復(fù)合涂料及涂層制品。

2、具體技術(shù)方案如下：

3、本申請的第一方面，提供了一種管狀納米材料的制備方法，包括如下步驟：

4、將納米棒材料和碳源在溶劑中混合，干燥，得到前驅(qū)體；

5、在保護(hù)性氣體中，將所述前驅(qū)體進(jìn)行熱處理，得到碳包覆納米棒；

6、將所述碳包覆納米棒進(jìn)行酸洗以去除所述納米棒材料，得到所述管狀碳納米材料。

7、本申請的上述管狀碳納米材料的制備方法，首先將納米棒材料和碳源溶液進(jìn)行混合，干燥后，得到前驅(qū)體；再在保護(hù)性氣體中，將上述前驅(qū)體進(jìn)行熱處理，碳源可以較為均勻地包覆在納米棒材料表面，得到碳包覆納米棒；最后將上述碳包覆納米棒進(jìn)行酸洗以去除納米棒材料，得到管狀碳納米材料。該制備方法工藝簡單、成本較低，將該管狀碳納米材料代替商業(yè)碳納米管用于涂料中，能夠使涂料具有良好的防護(hù)性能。

8、在其中一些實(shí)施例中，所述碳源和所述納米棒材料的質(zhì)量比為0.5:1~2:1。

9、在其中一些實(shí)施例中，所述碳源和所述納米棒材料的質(zhì)量比為1~2：1。

10、在其中一些實(shí)施例中，所述納米棒材料選自二氧化鈦納米棒、氧化鋅納米棒、凹凸棒石和海泡石中的至少一種；

11、和/或，所述碳源選自葡萄糖、果糖、蔗糖、殼聚糖、麥芽糖和四氫呋喃醇中的至少一種；

12、和/或，所述酸洗所用的酸選自h2so4、hf、hcl和hno3中的至少一種。

13、在其中一些實(shí)施例中，所述熱處理的溫度為600℃~800℃，時間為2h~5h。

14、本申請的第二方面，提供了一種管狀納米材料，上述管狀納米材料通過上述管狀納米材料的制備方法制備得到。

15、本申請的第三方面，提供了一種復(fù)合涂料，按重量份數(shù)計(jì)，包括如下組分：

16、水性環(huán)氧樹脂????????????????????????15份~35份；

17、固化劑??????????????????????????????2份~8份；

18、鋅粉????????????????????????????????60份~80份；

19、上述的管狀碳納米材料????????????????0.2份~1.2份；

20、消泡劑??????????????????????????????0.2份~0.8份；

21、成膜助劑????????????????????????????5份~10份。

22、上述復(fù)合涂料將本申請的管狀碳納米材料和水性環(huán)氧樹脂、固化劑、鋅粉、消泡劑及成膜助劑共同作用，通過控制各制備原料特定的配比，使得各組分協(xié)同作用，促使管狀碳納米材料的加入，在提升復(fù)合涂料的附著力、抗沖擊性能和較高的電化學(xué)阻抗值的同時，降低腐蝕電流密度，使其能夠滿足涂層制品對耐用性和抗腐蝕性能要求。

23、在其中一些實(shí)施例中，按重量份數(shù)計(jì)，包括如下組分：

24、水性環(huán)氧樹脂????????????????????????15份~25份；

25、固化劑??????????????????????????????2份~8份；

26、鋅粉????????????????????????????????60份~80份；

27、上述的管狀碳納米材料????????????????0.2份~0.6份；

28、消泡劑??????????????????????????????0.2份~0.8份；

29、成膜助劑????????????????????????????5份~10份。

30、在其中一些實(shí)施例中，所述固化劑包括芳香族胺、脂肪族胺和聚酰胺中的至少一種；

31、和/或，所述消泡劑包括byk?011、byk?024和byk?028中的至少一種；

32、和/或，所述成膜助劑包括丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚和異丙醇中的至少一種。

33、本申請的第四方面，還提供了一種涂層制品，包括采用上述復(fù)合涂料固化得到的涂層。

技術(shù)特征：

1.一種管狀碳納米材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的管狀碳納米材料的制備方法，其特征在于，所述碳源和所述納米棒材料的質(zhì)量比為0.5:1~2:1。

3.如權(quán)利要求2所述的管狀碳納米材料的制備方法，其特征在于，所述碳源和所述納米棒材料的質(zhì)量比為1~2：1。

4.如權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的管狀碳納米材料的制備方法，其特征在于，所述納米棒材料選自二氧化鈦納米棒、氧化鋅納米棒、凹凸棒石和海泡石中的至少一種；

5.如權(quán)利要求1~2中任一項(xiàng)所述的管狀碳納米材料的制備方法，其特征在于，所述熱處理的溫度為600℃~800℃，時間為2h~5h。

6.一種管狀碳納米材料，其特征在于，所述管狀碳納米材料通過權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的管狀碳納米材料的制備方法制備得到。

7.一種復(fù)合涂料，其特征在于，按重量份數(shù)計(jì)，包括如下組分：

8.如權(quán)利要求7所述的復(fù)合涂料，其特征在于，按重量份數(shù)計(jì)，包括如下組分：

9.如權(quán)利要求7或8所述的復(fù)合涂料，其特征在于，所述固化劑包括芳香族胺、脂肪族胺和聚酰胺中的至少一種；

10.一種涂層制品，其特征在于，包括采用權(quán)利要求7~9中任一項(xiàng)所述的復(fù)合涂料固化得到的涂層。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種管狀碳納米材料及其制備方法、復(fù)合涂料及涂層制品。該管狀碳納米材料的制備方法，包括如下步驟：將納米棒材料和碳源在溶劑中混合，干燥，得到前驅(qū)體；在保護(hù)性氣體中，將前驅(qū)體進(jìn)行熱處理，得到碳包覆納米棒；將碳包覆納米棒進(jìn)行酸洗以去除納米棒材料，得到管狀碳納米材料。本申請首先將納米棒材料和碳源溶液進(jìn)行混合，干燥后，得到前驅(qū)體；再在保護(hù)性氣體中，將前驅(qū)體進(jìn)行熱處理，碳源可以較為均勻地包覆在納米棒材料表面，得到碳包覆納米棒；最后將碳包覆納米棒進(jìn)行酸洗以去除納米棒材料，得到管狀碳納米材料。該制備方法工藝簡單、成本較低，將該管狀碳納米材料代替商業(yè)碳納米管用于涂料中，能夠使涂料具有良好的防護(hù)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：吳慧鋒,廖永力,吳莉琳,王英,黃增浩,石廷章,陳小龍,王洪宙,何錦強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司湛江供電局
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2