納米有機鈦聚合物及其涂料和制造方法技術

本發明專利技術涉及納米有機鈦聚合物及其涂料和制造方法，其聚合反應產物被命名為納米有機鈦高分子合金雜化聚合物，是以純金屬鈦粉為原料與成膜樹脂和溶劑介質等按配方比例混合，裝入特制密閉式行星球磨反應器內高速研磨，在觸媒的作用下，隨著研磨產生的熱能積聚和伴隨溶劑汽化產生的高壓，使被研磨的純金屬鈦粉細化至納米粒徑產生納米效應引發聚合反應；該聚合物是制備納米有機鈦特種涂料的中間體。用該中間體聚合物與多種成膜樹脂復配，可以制造不同用途的高性能防腐蝕涂料。

Nano organic titanium polymer, coating and manufacturing method thereof

The present invention relates to organic nano titanium polymer coating thereof and manufacturing method thereof, the polymerization product was named nano organic titanium alloy polymer hybrid polymer, is YISHION titanium powder as raw material and film-forming resin and solvent medium mixed according to the proportion, in a special closed planetary ball milling reactor in high speed grinding, the effect of catalyst next, with the accumulation of heat and pressure generated by the grinding produces solvent vaporization, the grinding of pure titanium powder was refined to produce nanometer size effect of nano polymerization reaction; the polymer is an intermediate in the preparation of special coating organic nano titanium. The intermediate polymer is compounded with a variety of film forming resins to produce high-performance anticorrosive coatings for different uses.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于化學合成和化學組合物
，涉及的是一種元素類無機-有機納米改性雜化聚合物及其特種涂料。主要應用于常溫條件下的工業防腐 蝕領域中特殊技術要求的防腐蝕涂裝保護涂層。
技術介紹
眾所周知，鈦是一種耐腐蝕性非常優良的金屬材料，無毒，比重輕，比 強度高，其合金材料早已被石油、化工、冶金、制造、食品、制藥、海洋等 工程，尤其是航天、航空高科技領域所廣泛使用。但是，由于鈦金屬材料價 格昂貴， 一直是影響其在一般工業、特殊工業領域里的推廣應用。如果將鈦 金屬與有機高分子材料嫁接成合金態高聚物，再以涂層的形式推廣應用 于工業金屬結構的防腐蝕領域，既可以替代不銹鋼材料，解決工業腐蝕的難 題，又能大大減低制造成本，提高企業的經濟效益。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述現有技術存在的不足，為工業防腐蝕領域提 供一種化工新型材料及其用途和制造方法。本專利技術旨在通過納米材料與高分子材料的改性技術，探索以金屬鈦與有 機高分子化學接枝聚合的方法制備納米雜化高分子有機鈦齊聚物，并以此作 為基體樹脂的前驅體材料，開發一系列特種涂料產品，為工業防腐蝕領域開 辟一條新的途徑。所采用的技術路線是采用機械化學原理，在納米催化劑的作用下，將金 屬鈦與有機高分子聚合物化學嫁接縮聚，產生一種全新結構的有機高分 子合金態高聚物新材料，將其命名為納米有機鈦高分子合金雜化聚合物，其通式縮寫為HTH，化學結構式為CH3 CH3在配方中被命名為HTH。該聚合物為前驅體材料，與其他種類的成膜物 樹脂(如環氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基樹脂、有機硅樹脂、有機氟樹脂、聚酰 亞胺樹脂、聚芳醚酮樹脂等)改性，可制造一系列高性能防腐蝕特種涂料。本專利技術中所述的納米有機鈦高分子合金雜化聚合物的合成及其涂料的制 備方法，包括以下步驟一、 制備納米有機鈦高分子合金雜化聚合物第一步，將配方中各組份材 料稱量后裝入密閉式行星球磨反應器中，按比例加入鋼球后密封；第二步， 啟動球磨反應器進入正常運行，研磨運行的反應時間大約需要10 12h;運行 3h后，每隔lh停機檢査一次研磨罐頂端的金屬溫度計和氣壓表；當罐內溫度 達到反應所需的溫度和壓力時，讓球磨反應時間持續lh后停機；第三步，待 反應罐自然冷卻至常溫后，開罐過濾出鋼球，得到黑色淤泥狀的粒徑約為8(M00nm的齊聚物，即為納米有機鈦高分子合金雜化聚合物，簡稱納米有 機鈦聚合物。它是制造納米有機鈦特種涂料的中間體基料，或稱為前驅體基 料。此法可命名為HTH制備法。二、 制造納米有機鈦特種涂料配套涂料體系的基礎配方設計分為底漆、 中間漆和面漆。按配方中的順序和配比稱量投料在配料缸內，然后置于分散 機的剪切下混合攪拌，'高速分散30分鐘，上砂磨機研磨至要求細度，過濾后 調整黏度，過300目濾網，待檢驗包裝。該聚合物作為中間體制成的納米有機鈦特種涂料，其反應機理、反應歷程和反應式如下所示<formula>formula see original document page 6</formula>納米氧化鋁雜化改性有機鈦片段預聚物式中R代表環氧樹脂分子鏈斷；…系指環氧分子鏈斷鍵處；HO : 0—代表失 配羥基片段；Ti…代表鈦原子接枝片斷；(-OAl-0-Al…OAl-OAl-)代表鈦 納米分子嵌合片斷；(Al202》^TI代表納米氧化鋁吸附金屬鈦；O:H代表環氧 基開環；，C代表失配鍵；，OH代表缺位態羥基；在以上反應歷程中，金屬鈦分子表面首先被納米氧化鋁活化吸附，并放出 能量，在其催化作用下與環氧基團的炭原子爭奪電子，導致碳鏈斷裂并與鈦 原子嫁接；通過斷裂片斷的重新排列聚合，形成納米有機鈦高分子合金雜 化聚合物，簡稱納米有機鈦聚合物。以納米有機鈦高分子合金雜化聚合物為中間體，與多種復配樹脂混合制 造各種用于工業特殊要求的特種防腐蝕涂料。該特種涂料做為一種工業防腐蝕涂裝的新材料。其有益效果，詳見具體實施方式部分詳細介紹。具體實施例方式本專利技術提供一種納米有機鈦高分子合金雜化聚合物，化學結構式如(1)所H H H H CHp H H H H^ p— ~o~OK^O~o~^—iji—n (i)O H H CH3 H H O式中n為1 30的整數。所述納米有機鈦高分子合金雜化聚合物的制備方法，其包括以下步驟 第一步制備納米有機鈦高分子雜化聚合物所需設備及原材料詳列如下 1.主要設備:①SW-2密閉式行星球磨反應器;②LBM-T1型立式分散機; ③LBM-T2籃式砂磨機。2.主要原料①基料原料脫氫鈦粉，規格》325 目，純度Ti》99.5%; EP化學接枝樹脂；1202)〗—證納米改性劑；PBT催化 劑；JLY-121助劑；SF-570、 WX-311、 WX-411涂料助劑。②研磨介質不 銹鋼球(J)15mm、 (J)10mm、々5mm三種；其配合比例為50 : 30 : 20(wt，％)。第二步制備納米有機鈦高分子聚合物納米有機鈦聚合物的合成配方如表-1所示。其制備方法是將配方中各組份稱量裝入密閉式行星球磨反應器 中，按比例加入不銹鋼球后密封。啟動球磨反應器進入正常運行，研磨運行的反應時間大約需要10~12h。運行3h后，每隔lh停機檢査并記錄一次研磨 罐頂端的金屬溫度計和氣壓表的數據。當罐內溫度達到反應所需的溫度和壓 力時，讓球磨反應時間持續lh停機。待反應罐自然冷卻至常溫后，開罐過濾 出鋼球，得到黑色淤泥狀的粒徑約為80 100nm的齊聚物，即為納米有機鈦 高分子合金雜化聚合物，簡稱納米有機鈦聚合物，縮寫為HTH。它是制 造納米有機鈦特種涂料的前驅體基料。本專利技術還提供了一種鈦納米有機鈦高分子雜化聚合物涂料，簡稱納米有機鈦特種涂料，其反應機理、反應歷程和反應式如(2)所示:<formula>formula see original document page 8</formula>鈦納米高分子合金雜化聚合物的反應機理和反應歷程方程式 所述的納米有機鈦特種涂料及其制造方法，其特征包括以下步驟生產所需用的原材料包括納米有機鈦聚合物前驅體(HTH);涂料成膜 類樹脂；BYK助劑；有機鈦酸酯偶聯劑；涂料功能助劑；磷鉻酸鹽類防銹顏料、云母氧化鐵防銹顏料。加工設備使用涂料通用機械設備。納米有機鈦特種涂料的基礎配方設計分為底漆、中間漆和面漆體系。其 制備工藝按配方中的配比，在分散機的剪切下，將各組份的原材料按順序投放到拉缸容器中邊混合攪拌邊，全部投完后，高速分散30分鐘，上砂磨機研磨至 要求細度，過濾后調整黏度，過300目濾網，待檢驗包裝。納米有機鈦高分子合金雜化聚合物的物理試驗性能，結果如表-3所示。 涂料的物理性能按照國家標準GB/T1723進行檢驗，結果如表-4所示。 耐腐蝕性能試驗選用了 26種化學品進行浸泡試驗，結果如表-5所示。<table>table see original document page 9</column></row><table>表-3 不同基料對有機鈦聚合反應的影響基料規格試驗結果$400目Ti》99.5%5h,呈淤泥狀態，純鈦粉廣州有色金屬研究院不分層，不沉淀樣0目Ti》20.0本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種納米有機鈦高分子合金雜化聚合物，其特征在于，它的化學結構式是：　＊＊＊　式中ｎ為１～３０的整數。

【技術特征摘要】
1.一種納米有機鈦高分子合金雜化聚合物，其特征在于，它的化學結構式是式中n為1～30的整數。2. —種制造上述權利要求1所述納米有機鈦高分子合金雜化聚合物的 方法，其特征在于，包括以下制作步驟第一步，按配方量稱取各組份按順序裝入特制的密閉式行星球磨反應器 內，按配比加入不同粒徑的不銹鋼球后密封罐蓋；第二步，啟動球磨反應器進入正常運行，研磨反應時間〉10h,運行3h 后停機檢査，以后每運行lh停機檢查記錄一次罐頂端金屬溫度計和氣壓表的 數據，當罐內溫度達到反應所需的溫度和壓力時，讓球磨反應時間持續lh即 可停機；第三步，待反應罐自然冷卻至常溫后，開罐過濾出不銹鋼球，得到黑色 淤泥狀的聚合產物，其粒徑約為S0 100nm。3. —種如權利要求1所述納米有機鈦高分子合金雜化聚合物的用途，其 特征在于，該聚合物做為制作特種涂料的中間體。4. 根據權利要求3所述納米有機鈦高分子合金雜化聚合物的用途，其特 征在于，該聚合物作為中間體制成的納米有機鈦特種涂料，其反應機理、反應 歷程和反應式如下所示<for...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張馳，
申請(專利權)人：張馳，
類型：發明
國別省市：44[中國|廣東]