早鸽—汇聚行业精英
  • 联系客服
  • 帮助中心
  • 投诉举报
  • 关注微信
400-006-1351
您的问题早鸽都有答案
3000+专业顾问
搜索
咨询

一种高附着力复合材料及其制备方法

  • 专利名称
    一种高附着力复合材料及其制备方法
  • 发明者
    赵浩峰, 王玲, 陶兆灵, 陈晓玲, 邱奕婷, 陆阳平, 郑泽昌, 柯维雄, 赵佳玉, 王冰, 胡庚祥, 侯少杰, 王明一, 张 林
  • 公开日
    2013年4月24日
  • 申请日期
    2013年1月25日
  • 优先权日
    2013年1月25日
  • 申请人
    南京信息工程大学
  • 文档编号
    C04B26/04GK103058579SQ201310029810
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种高附着力复合材料,其特征在于,该材料中各成分的重量百分比为纳米级氧化锆氧化钛复合粉体22-26%,炉渣粉体10-12%,聚乙二醇0. 10-0. 2%,羧甲基纤维素钠2-5%,聚丙烯酸酯乳液0. 1-0. 5%,莫来石粉4-6%,其余为3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液; 其中,炉渣成分的重量百分比为 CaO 36-40%,Al203 13-15%,MgO 6-9%,FeO 0. 3-0. 5%,其余Si02,炉渣粉体的粒径为80-100 iim ;纳米级氧化锆氧化钛复合粉体的粒径为80_100nm,莫来石粉的粒径为0. 5-0. 8mm2.根据权利要求1所述高附着力复合材料,其特征在于,所述3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液通过以下方法制备而来 其中各原料的重量百分比为邻苯二酸二辛酯5%、正丁醇1%、聚乙烯醇6%、过硫酸钾0.15-0. 19%, 3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯45-50%,水余量; 将邻苯二酸二辛酯与正丁醇混合,搅拌使其溶解,形成溶液甲待用;在容器中加入水,加热至80°C,在搅拌下加入聚乙烯醇,升温至95°C,保温至全部溶解; 待溶解后,停止加热使温度降至68 70°C,在搅拌下加入3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酷,形成溶液乙待用; 将溶液甲和溶液乙混合,加入过硫酸钾,搅拌混合均匀,升温到65 70°C之间,停留I小时,得到3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液3.根据权利要求1所述高附着力复合材料,其特征在于,所述纳米级氧化锆氧化钛复合粉体通过以下方法制备而来 取Zr0C12水溶液,以氨水作为沉淀剂,在超声频率为50kHz、功率为400W连续搅拌的条件下,将Zr0C12水溶液以2mL/min的速度滴加到沉淀剂中,控制溶液的pH值为9,滴加完毕后,继续搅拌3h,然后静置老化6h,得到Zr (OH) 4的水溶胶A待用;制备水溶胶A中所用ZrOCl2的水溶液的浓度为0. 2mol/L ;所用氨水的质量百分比浓度2. 5% ; 冰水浴下,将90mL四氯化钛缓慢滴加入420mL异丙醇中,向溶液中加入4. 8mL浓盐酸,搅拌均匀,再滴加135mL氨水,形成溶液B,待用;其中,四氯化钛、异丙醇、浓盐酸、氨水四者的体积比为90 420 4. 8 135 ;制备溶液B中所用浓盐酸的质量百分浓度为37% ;所用氨水质量百分浓度为28% ; 将上述水溶胶A与溶液B按质量比为11. 1-1. 3混合,混合后在超声频率50kHz,功率为400W下于50-55°C超声搅拌1. 5h ;然后将所得混合液在95°C真空旋转蒸发,得固体凝胶,然后120°C干燥,碾磨成80-100nm粉末,得到纳米级氧化锆氧化钛复合粉体;然后放入550°C马佛炉中,保温40分钟后,取出即为氧化锆氧化钛复合粉体4.一种高附着力复合材料的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤 I)纳米级氧化锆氧化钛复合粉体的准备 取Zr0C12水溶液,以氨水作为沉淀剂,在超声频率为50kHz、功率为400W连续搅拌的条件下,将Zr0C12水溶液以2mL/min的速度滴加到沉淀剂中,控制溶液的pH值为9,滴加完毕后,继续搅拌3h,然后静置老化6h,得到Zr (OH) 4的水溶胶A待用; 冰水浴下,将90mL四氯化钛缓慢滴加入420mL异丙醇中,向溶液中加入4. 8mL浓盐酸,搅拌均匀,再滴加135mL氨水,形成溶液B,待用;其中,四氯化钛、异丙醇、浓盐酸、氨水四者的体积比为90 420 4. 8 135 ;将上述水溶胶A与溶液B按质量比为11. 1-1. 3混合,混合后在超声频率50kHz,功率为400W下于50-55°C超声搅拌1. 5h ;然后将所得混合液在95°C真空旋转蒸发,得固体凝胶,然后120°C干燥,碾磨成80-100nm粉末,得到纳米级氧化锆氧化钛复合粉体;然后放入550°C马佛炉中,保温40分钟后,取出即为纳米级氧化锆氧化钛复合粉体,备用; 2)3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液的准备 各原料的重量百分比为邻苯二酸二辛酯5%、正丁醇1%、聚乙烯醇6%、过硫酸钾·0.15-0. 19%, 3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯45-50%,水余量; 将邻苯二酸二辛酯与正丁醇混合,搅拌使其溶解,形成溶液甲待用;在容器中加入水,加热至80°C,在搅拌下加入聚乙烯醇,升温至95°C,保温至全部溶解; 待溶解后,停止加热使温度降至68 70°C,在搅拌下加入3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酷,形成溶液乙待用; 将溶液甲和溶液乙混合,加入过硫酸钾,搅拌混合均匀,升温到65 70°C之间,停留I小时,得到3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液,待用; 3)高附着力复合材料的准备 各成份按如下重量百分比配料上述纳米级氧化锆氧化钛复合粉体22-26%,炉渣粉体10-12%,聚乙二醇0. 10-0. 2%,羧甲基纤维素钠2-5%,聚丙烯酸酯乳液0. 1-0. 5%,莫来石粉4-6%,其余为3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液,将各成份放入容器中搅拌均匀,即得高附着力材料5.根据权利要求4所述高附着力复合材料的制备方法,其特征在于步骤I)中制备水溶胶A中所用ZrOC12的水溶液的浓度为0. 2mol/L ;所用氨水的质量百分比浓度2. 5%6.根据权利要求4所述高附着力复合材料的制备方法,其特征在于步骤I)中制备溶液B中所用浓盐酸的质量百分浓度为37% ;所用氨水质量百分浓度为28%
  • 技术领域
    本发明属于复合材料领域,涉及一种高附着力复合材料及其制备方法
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    以下各实施例中,所用原料的型号为聚乙二醇为聚乙二醇1000 ;聚丙烯酸酯乳液(型号DC-W10);莫来石粉为市购,其成份为AL2O3 69-73% ,Fe2O31. 0%,K2CHNa2O彡0. 35%,其余SiO2,莫来石粉的粒径为0. 5-0. 8mm实施例一
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:一种高附着力复合材料及其制备方法201210197038. 3号申请提供一种高附着力内墙材料组合物,其所述组合物主要由以下重量组分组成成膜物质35. 0 40. 0重量份;其中所述成膜物质为高分子量和低分子量环氧树脂的水性混合乳液,且所述高分子量和/或低分子量环氧树脂含有可稳定络合银离子的官能团;固化剂0 5. 0重量份;冻融稳定剂0. 4 0. 6重量份,所述冻融稳定剂为长链环氧乙烷(EO)嵌段脂肪醇聚氧乙烯醚;颜填料35. 0 40. 0重量份;材料助剂5 7重量份;附着力促进剂0 0. 2重量份;以及可接受量的水;所述组合物中挥发性化学物质的总含量(VOC)不高于0. 01重量%,以组合物总重量计。成膜物质的乳液粒径分布为100 120nm,固体组成物在47 53%之间,银离子络合度彡5%,玻璃化温度Tg在5 7°C之间,最低成膜温度MFFT在2 0°C之间;固化剂为腰果酚类固化剂。高分子量环氧树脂的分子量在 900 7000 的范围内,优选地为 900、1000、1200、1500、1800、2000、2200、2500、2800、3000、3200、3500、3800、4000、4200、4500、4800、5000、5200、5500、5800、6000、6200、6500、6800、7000,更优选地为1000、1500、2000、2500。低分子量环氧树脂的分子量在400 600的范围内,优选地为400、450、480、520、550、580、600,更优选地为420。高分子量环氧树脂和所述低分子量环氧树脂的质量比为8 :1 3 : 1,优选地6 :1 4 : 1,更优选地5 I。所述冻融稳定剂为长链的环氧乙烷(EO)嵌段脂肪醇聚氧乙烯醚。常温耐洗刷性大于12000次。低温耐洗刷性大于6000次。耐水性大于96小时。耐碱性大于48小时。附着力大于15MPa。上述材料存在的主要问题是,附着力不够强。
本发明的目的就是针对上述技术缺陷,提供一种高附着力复合材料,该材料具有良好的耐水性,且高附着力。 本发明的另一目的是提供上述高附着力复合材料制备方法,该制备方法工艺简单,生产成本低,适于工业化生产。本发明复合材料不仅用于建筑,而且可用于户外用品、服装、军事等在需要保温、隔热场合大量应用。本发明的目的是通过以下技术方案实现的 一种高附着力复合材料,其特征在于,该材料中各成分的重量百分比为纳米级氧化锆氧化钛复合粉体22-26%,炉渣粉体10-12%,聚乙二醇0. 10-0. 2%,羧甲基纤维素钠2_5%,聚丙烯酸酯乳液0. 1-0. 5%,莫来石粉4-6%,其余为3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液;其中,炉渣成分的重量百分比为 CaO 36-40%,Al203 13-15%,MgO 6-9%,FeO 0. 3-0. 5%,其余Si02,炉渣粉体的粒径为80-100 ii m ;纳米级氧化锆氧化钛复合粉体的粒径为80_100nm,莫来石粉的粒径为0. 5-0. 8mm。上述高附着力复合材料的制备方法,该方法包括以下步骤 1)纳米级氧化锆氧化钛复合粉体的准备 取Zr0C12水溶液,以氨水作为沉淀剂,在超声频率为50kHz、功率为400W连续搅拌的条件下,将Zr0C12水溶液以2mL/min的速度滴加到沉淀剂中,控制溶液的pH值为9,滴加完毕后,继续搅拌3h,然后静置老化6h,得到Zr (OH) 4的水溶胶A待用; 冰水浴下,将90mL四氯化钛缓慢滴加入420mL异丙醇中,向溶液中加入4. 8mL浓盐酸,搅拌均匀,再滴加135mL氨水,形成溶液B,待用;其中,四氯化钛、异丙醇、浓盐酸、氨水四者的体积比为90 :420 :4. 8 :135 ;
将上述水溶胶A与溶液B按质量比为1:1. 1-1. 3混合,混合后在超声频率50kHz,功率为400W下于50-55°C超声搅拌1. 5h ;然后将所得混合液在95°C真空旋转蒸发,得固体凝胶,然后120°C干燥,碾磨成80-100nm粉末,得到纳米级氧化锆氧化钛复合粉体;然后放入550°C马佛炉中,保温40分钟后,取出即为纳米级氧化锆氧化钛复合粉体,备用;
2)3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液的准备
各原料的重量百分比为邻苯二酸二辛酯5%、正丁醇1%、聚乙烯醇6%、过硫酸钾
0.15-0. 19%, 3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯45-50%,水余量;
将邻苯二酸二辛酯与正丁醇混合,搅拌使其溶解,形成溶液甲待用;在容器中加入水,加热至80°C,在搅拌下加入聚乙烯醇,升温至95°C,保温至全部溶解。待溶解后,停止加热使温度降至68 70°C,在搅拌下加入3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯,形成溶液乙待用。将溶液甲和溶液乙混合,加入过硫酸钾,搅拌混合均匀,升温到65 70°C之间,停留I小时,得到3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液,待用;
3)高附着力复合材料的准备
各成份按如下重量百分比配料上述纳米级氧化锆氧化钛复合粉体22-26%,炉渣粉体10-12%,聚乙二醇0. 10-0. 2%,羧甲基纤维素钠2-5%,聚丙烯酸酯乳液0. 1-0. 5%,莫来石粉
4-6%,其余为3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液,将各成份放入容器中搅拌均匀,即得闻附着力材料。步骤I)中制备水溶胶A中所用Zr0C12的水溶液的浓度为0. 2mol/L ;所用氨水的质量百分比浓度2. 5%。步骤I)中制备溶液B中所用浓盐酸的质量百分浓度为37% ;所用氨水质量百分浓度为28%。本发明相比现有技术具有如下有益效果
本发明高附着力复合材料中纳米级氧化锆氧化钛复合粉体,具有大量的微观界面,具有良好的隔热性;而且具有较高的本体内聚强度,从而有助于附着力提高。材料中聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸酯乳液和3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液结合,通和过加强纳米涂层中粘合剂材料的交联强度,大大提高了涂层基体的内聚强度,提高了材料的附着力。此外,羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸酯乳液和3-甲基-2- 丁烯- 1-醇乙酸酯复合溶液与纳米级复合粉体具有很好的亲和力,也可以显著提高了涂层的强度。材料中炉渣粉体具有微观多孔,既可提高材料的隔热能力,而且降低成本。本发明复合材料其具有较高的附着力,并且具有良好的稳定性和实用性,可广泛应用于户外建筑、织物等领域。


图1为本发明实施例1得到的材料的组织。由图1可以看出,涂层材料均匀分布。

本发明高附着力复合材料的制备过程如下
1)氧化锆氧化钛复合粉体的准备
将ZrOCl2. 8H20和水制成浓度为0. 2mol/LZr0C12的水溶液的;将质量百分比浓度25%氨水稀释10倍作为沉淀剂;在超声频率为50kHz、功率为400W连续搅拌的条件下,将ZrOCl2水溶液以2mL/min的速度滴加到沉淀剂中,控制溶液的pH值为9,滴加完毕后,继续搅拌3h,然后静置老化6h,得到Zr (OH) 4水溶胶A待用;
冰水浴(0°C )下,将90mL四氯化钛缓慢滴加入420mL异丙醇中,向溶液中加入4. 8mL浓盐酸(浓盐酸的质量百分浓度为37%),搅拌均匀,再滴加135mL氨水(氨水质量百分浓度为28%),形成溶液B,待用;` 将上述水溶胶A与溶液B按质量比为1:1.1混合,混合后在超声频率50kHz,功率为400W下于50-55°C超声搅拌1. 5h ;然后将所得混合液在95°C真空旋转(转速960转/分)蒸发,得固体凝胶,然后120°C干燥,碾磨成SO-1OOnm粉末,得到纳米级氧化锆氧化钛复合粉体;然后放入550°C马佛炉中,保温40分钟后,取出即为氧化锆氧化钛复合粉体,备用;
2)3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液的准备
各原料的重量百分比为邻苯二酸二辛酯5%、正丁醇1%、聚乙烯醇6%、过硫酸钾
0.15-0. 19%, 3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯45-50%,水余量;
将邻苯二酸二辛酯与正丁醇混合,搅拌使其溶解,形成溶液甲待用;在容器中加入水,加热至80°C,在搅拌下加入聚乙烯醇,升温至95°C,保温至全部溶解。待溶解后,停止加热使温度降至68 70°C,在搅拌下加入3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯,形成溶液乙待用。将溶液甲和溶液乙混合,加入过硫酸钾,搅拌混合均匀,升温到65 70°C之间,停留I小时,得到3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液,待用;
3)高附着力复合材料的准备
各成份按如下重量百分比配料上述纳米级氧化锆氧化钛复合粉体22%,炉渣粉体10%,聚乙二醇0. 10%,羧甲基纤维素钠2%,聚丙烯酸酯乳液0. 1%,莫来石粉4%,其余为3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液。将各成份放入容器中搅拌均匀,即得高附着力材料。实施例二
步骤I)中纳米级氧化锆氧化钛复合粉体的准备中,水溶胶A与溶液B按质量比为1:
1.2混合。步骤3)高附着力复合材料中各成份的重量百分比为纳米级氧化锆氧化钛复合粉体26%,炉渣粉体12%,聚乙二醇0. 2%,羧甲基纤维素钠5%,聚丙烯酸酯乳液0. 5%,莫来石粉6%,其余为3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液。其它制备过程同实施例一。实施例三
步骤I)中纳米级氧化锆氧化钛复合粉体的准备中,水溶胶A与溶液B按质量比为1:1.3混合。步骤3)高附着力复合材料中各成份的重量百分比为材料中重量百分比称量纳米级氧化锆氧化钛复合粉体24%,炉渣粉体11%,聚乙二醇0. 15%,羧甲基纤维素钠4%,聚丙烯酸酯乳液0. 3%,莫来石粉5%,其余为3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液。其它制备过程同实施例一。实施例四成份配比不在本发明设计比例范围内。步骤I)中纳米级氧化锆氧化钛复合粉体的准备中,水溶胶A与溶液B按质量比为1:0. 8混合。步骤3)高附着力复合材料中各成份的重量百分比为材料中重量百分比称量纳米级氧化锆氧化钛复合粉体20%,炉渣粉体9%,聚乙二醇0. 05%,羧甲基纤维素钠1%,聚丙烯酸酯乳液0. 05%,莫来石粉3%,其余为3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液。其它制备过程同实施例一。实施例五成份 配比不在本发明设计比例范围内。步骤I)中纳米级氧化锆氧化钛复合粉体的准备中,水溶胶A与溶液B按质量比为1:1. 5混合。步骤3)高附着力复合材料中各成份的重量百分比为材料中重量百分比称量纳米级氧化锆氧化钛复合粉体28%,炉渣粉体14%,聚乙二醇0. 3%,羧甲基纤维素钠6%,聚丙烯酸酯乳液0. 6%,莫来石粉7%,其余为3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液。其它制备过程同实施例一。测试


本发明提供一种高附着力复合材料及其制备方法,该材料中各成分的重量百分比为纳米级氧化锆氧化钛复合粉体22-26%,炉渣粉体10-12%,聚乙二醇0.10-0.2%,羧甲基纤维素钠2-5%,聚丙烯酸酯乳液0.1-0.5%,莫来石粉4-6%,其余为3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯复合溶液;其中,炉渣成分的重量百分比为CaO36-40%,Al2O313-15%,MgO6-9%,FeO0.3-0.5%,其余SiO2,炉渣粉体的粒径为80-100μm;纳米级氧化锆氧化钛复合粉体的粒径为80-100nm,莫来石粉的粒径为0.5-0.8mm。



查看更多专利详情

下载专利文献

下载专利