片狀納米二硫化鉬材料和納米複合金屬防腐塗層材料及其製備方法
2023-06-17 14:04:41
片狀納米二硫化鉬材料和納米複合金屬防腐塗層材料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開一種片狀納米二硫化鉬的製備方法，將原料具有層狀晶體結構的二硫化鉬分散在硝酸和鹽酸的混合溶液中，採用加熱或超聲方法進行液相剝離，反應完成後，得到片狀納米二硫化鉬。本發明還提出複合納米金屬防腐塗層材料及其製備方法，通過將所述納米片狀二硫化鉬與納米二氧化矽溶膠複合得到。本發明製備工藝簡單，原料易得，廣泛應用於金屬材料的防鏽處理及性能改進，延長金屬使用壽命和降低能耗。
【專利說明】片狀納米二硫化鉬材料和納米複合金屬防腐塗層材料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及片狀納米材料的製備領域，具體涉及一種片狀納米二硫化鑰材料的製備方法、以及一種納米複合金屬防腐塗層材料及其製備方法。
【背景技術】
[0002]片狀納米二硫化鑰材料具有不同於塊體材料的熱、電、光、力學等方面的性質，其在光電子器件領域、複合材料、摩擦材料具有廣闊的的潛在應用前景。目前可以採用微機械力剝離法、鋰離子插層法、液相超聲法等進行剝離，微機械力剝離法以其操作相對簡便且剝離程度高是目前應用最為成熟的方法，它能得到單層二硫化鑰且剝離產物具有較高的載流子遷移率，一般多用於製作場效應電晶體，缺點是製備規模小和可重複性較差(ACSNano2010,4, 2695 ；Nat.Nanotechnol.2011,6,147.);鋰離子插層法是目前剝離效率比較高的方法，鋰離子插層法最早始於1986年，Morrison等首次通過該法製得單層二硫化鑰，其基本原理是先利用鋰離子插層劑(如丁基鋰，n-C4H9Li)嵌入到二硫化鑰粉末中，形成LixMoS2 (x ^ I)插層化合物，再通過插層化合物與質子性溶劑(一般是水，也可選用稀酸或低沸點的醇類)劇烈反應所產生出的大量氫氣增大二硫化鑰的層間距，進而得到多層甚至單層二硫化鑰，鋰離子插層法用以剝離二硫化鑰的基本步驟為:先將二硫化鑰粉末和正丁基鋰的正己烷溶液置於100°C的惰性氣體環境下反應3天，得到剝離插層物，然後加入水等質子性溶劑,接著超聲60min、過濾、離心懸濁液並用去離子水多次洗滌至中性，最後真空乾燥即可得到類石墨烯二硫化鑰，缺點是耗時、製備條件嚴格，且去除鋰離子極易導致類石墨烯二硫化鑰的聚集(Mater.Res.Bull.1986,21,457 ；Adv.Mater.2002,14,265.);液相超聲法最近新發展出來的方法，2011年，Coleman等通過向二硫化鑰粉末中添加N-甲基-2-批咯烷酮(NMP)，N-乙基-2-吡咯烷酮(NVP)、異丙醇(IPA)、二甲基亞碸(DMSO)、二甲基甲醯胺(DMF)等，接著超聲、離心、真空乾燥從而製得類石墨烯二硫化鑰，然而它的剝離程度和剝離效率均低於前兩種方法，片狀納米二硫化鑰的產率很低，產率僅達到百分之十幾(Science2011, 331, 568 ；Adv.Mater.2011, 23,417)。
【發明內容】
[0003]針對現有技術的上述不足，本發明創新提出一種採用層狀晶體結構材料的液相剝離方法來製備得到納米片狀二硫化鑰的方法，提出將該納米片狀二硫化鑰應用於納米複合金屬防腐塗層材料中的用途，還提出一種納米複合金屬防腐塗層材料及其製備方法。
[0004]本發明提出了一種納米片狀二硫化鑰的製備方法，將具有層狀晶體結構的二硫化鑰粉末材料分散在硝酸和鹽酸的混合溶液中，通過加熱或超聲的方法對前述混合液進行處理，在反應的過程中，硝酸和鹽酸的混合液發生反應生成Cl2或NOCl氣體，進入所述二硫化鑰塊體材料的內部，通過受熱膨脹或超聲膨脹，所述二硫化鑰塊體材料中進行層與層分離，反應完畢後，採用離心分離或抽濾分離，再用去離子水清洗後，從而製得所述片狀納米二硫化鑰材料。其中，所述片狀納米二硫化鑰材料厚度小於100納米，極易分散於有機溶劑中，可以與納米二氧化矽溶膠複合製備得到複合材料。
[0005]其中，所述原料具有層狀晶體結構的二硫化鑰塊體材料與所述硝酸和鹽酸混合液的質量比為100: I~6: I。
[0006]其中，所述硝酸和鹽酸的體積比為1: 6~6: I。優選地，所述硝酸為濃硝酸，如，濃度為65%濃硝酸。優選地，所述鹽酸為濃鹽酸，如，濃度為35.5%的濃鹽酸。
[0007]其中，所述加熱的溫度為30~120°C ;加熱時間為10~120分鐘。
[0008]其中，採用超聲時可以適當加熱，加熱溫度為30~95°C ;加熱時間為10~120分鐘。
[0009]其中，超聲或加熱的時間為10分鐘到120分鐘。
[0010]其中，所述硝酸和鹽酸的混合液可以分批次加入到原料具有層狀晶體結構的二硫化鑰粉末材料中。加熱或超聲可多次反覆操作。
[0011]本發明還提出了一種通過本發明製備方法得到的片狀納米二硫化鑰材料，片狀納米二硫化鑰材料厚度小於100納米，極易分散於有機溶劑中。進一步地，其可以與納米二氧化矽溶膠複合製備得到複合材料。
[0012]本發明還提出一種納米複合金屬防腐塗層材料，其包括所述片狀納米二硫化鑰材料、納米二氧化娃材料，其中，納米二硫化鑰填充到納米二氧化娃材料中，能增強塗層材料的硬度、耐磨性能及膜層的耐候性。
[0013]本發明納米複合金屬防腐塗層材料中，所述片狀納米二硫化鑰材料的含量為2-25%，所述納米二氧化矽材料的含量為15-65%。優選地，所述納米片狀二硫化鑰材料的含量為5-15%，所述納米二氧化矽材料的含量為25-40%。
[0014]本發明還提出了一種納米複合金屬防腐塗層材料的製備方法，以醇為溶劑，將片狀納米二硫化鑰加入到納米二氧化矽材料中，製備得到納米複合金屬防腐塗層材料。所述製備方法包括具體步驟如下:
[0015](I)將具有層狀晶體結構的二硫化鑰塊體材料分散在硝酸和鹽酸的混合溶液中，通過加熱或超聲的方法對前述混合液進行處理，在反應的過程中，硝酸和鹽酸的混合液發生反應生成Cl2或顯(:1氣體，進入所述具有層狀晶體結構的二硫化鑰塊體材料的內部，通過加熱膨脹或超聲膨脹，使其層與層分離，製得所述片狀納米二硫化鑰材料；
[0016](2)將矽烷分散在醇類溶劑中，室溫下攪拌，滴加含酸或鹼的水溶液，矽烷水解，得到納米二氧化矽膠體溶液；
[0017](3)將步驟(1)製得的片狀納米二硫化鑰的醇溶液滴加入步驟(2)製得的納米二氧化矽溶膠中，室溫下攪拌混合均勻，得到所述納米複合金屬防腐塗層材料。
[0018]其中，所述醇類溶劑包括乙醇、異丙醇、正丙醇、正丁醇、異丁醇、1-甲基-乙二醇、1-乙基-乙二醇、1-丁基-乙二醇、I，3-丙二醇、I, 2-丙二醇、I, 2-丁二醇、I, 3-丁二醇、1，4_ 丁二醇，1，2_ 戊二醇。
[0019]其中，所述矽烷為四乙氧基矽烷、四丙氧基矽烷、四丁氧基矽烷、甲基二乙氧基娃烷、二甲基二乙氧基矽烷、乙基聚矽酸酯、3-環氧丙醇三甲氧基矽烷、Y -丙基三乙氧基矽烷、辛基三乙氧基矽烷、辛基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、十八烷基三甲氧基矽烷、十TK烷基二甲氧基矽烷、十二氣庚基丙基二甲氧基矽烷、TK氣丁基丙基二甲氧基矽烷、十七氟癸基三甲氧基矽烷、十三氟辛基三甲氧基矽烷、十二氟庚基丙基三乙氧基矽烷、六氟丁基丙基乙氧基矽烷、十七氟癸基三乙氧基矽烷、十三氟辛基三乙氧基矽烷中的任意一種或兩種以上。
[0020]其中，所述納米二氧化矽膠體溶液可以通過矽烷在酸或鹼性條件下水解製備得到。所述酸可以是鹽酸、醋酸、硝酸、高氯酸、硫酸、硫酸中的任意一種或兩種以上。所述鹼可以是氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫中任意一種或兩種以上。
[0021]其中，所述納米二氧化矽溶膠可以直接從市場中購買，例如，阿克蘇諾貝爾的Levasil系列矽溶膠，扶桑化學工業集團或南京海泰納米材料有限公司的納米矽溶膠。
[0022]其中，納米二氧化矽溶膠也可以通過將兩種或兩種以上的納米二氧化矽溶膠進行複合製備得到。
[0023]在一個具體實施方案中，步驟(1)片狀納米二硫化鑰材料的製備為:在圓底燒瓶中，將硝酸加入鹽酸中，搖換均勻後，加入粉狀二硫化鑰材料，將混合液加熱至50-110°C，反應30-120分鐘，或者將圓底燒瓶放在超聲波清洗機中，超聲30到120分鐘，反應完畢後，加入去離子水進行稀釋，產物採用過濾或者離心分離方法分離，並用去離子水進行清洗，最後將其收集並分散在醇類溶劑中。
[0024]本發明還提出了將本發明製備得到的片狀納米二硫化鑰材料在納米複合金屬防腐塗層材料中的應用。
[0025]本發明還提出了納米複合金屬防腐塗層材料應用於金屬基材上形成防腐塗層的應用。將金屬基材進行脫脂清洗乾淨，並在空氣中乾燥備用。金屬基材可以是鋁、鐵、鋼、銅、鋅、鎳鉻或合金。將納米複合金屬防腐塗層材料採用刷塗、浸塗、輥塗、噴塗流掛或或旋塗工藝塗布於金屬基材，塗布完後，依次通過室溫固化和高溫固化，例如，先在室溫下乾燥固化得到穩定的膜層，然後轉移至固化爐進行高溫固化，然後，將其冷卻至室溫，在金屬基材上形成金屬防腐塗層。優選地，固化可選擇在空氣中或在惰性氣氛中固化。優選地，高溫固化的溫度為250-450°C。優選地，通過室溫乾燥後，在250-450°C的溫度處理5_30分鐘後，在金屬表面形成ι-?ο微米的耐溫防腐塗層。納米複合金屬防腐塗層材料中，組分納米二氧化矽材料與組分片狀納米二硫化鑰材料之間固化後形成交織結構，得到耐久性能良好的納米複合塗層。將其塗布到鐵、銅、鋁、鎂或合金表面上，經固化可以在金屬表面形成耐溫抗氧化防腐塗層。
[0026]本發明還提出了一種金屬防腐材料，其包括金屬基材和納米金屬防腐塗層材料；所述納米金屬防腐塗層材料以塗布方法塗布在所述金屬基材上。
[0027]本發明有益效果包括:本發明片狀納米二硫化鑰的製備方法簡單、效率高、產率高，製備得到的片狀納米二硫化鑰分散性好，容易與納米二氧化矽溶膠複合，進一步製備得到性能穩定的納米複合金屬防腐塗層材料。本發明納米複合防腐塗層材料的耐久性能好、硬度高、具有耐酸、耐鹼性、能承受800°C以上的高溫。本發明具有明顯的抗高溫氧化功能和耐摩擦功能。優選地，膜層的鉛筆硬度大於7H。本發明產品可應用於建築、汽車、電器、家電、緊固件、結構件等金屬配件的防鏽處理及性能改進，延長金屬使用壽命和降低能耗。本發明金屬耐腐蝕塗料生產工藝簡單，所需要的原料易得，適合大規模生產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為本發明二硫化鑰材料的SEM圖。
[0029]圖2為本發明製備得到的片狀納米二硫化鑰SEM圖。
[0030]圖3為本發明製備得到的片狀納米二硫化鑰TEM圖。
[0031]圖4為本發明製備得到的片狀納米二硫化鑰HTEM圖。
[0032]圖5為本發明製備得到的片狀納米二硫化鑰晶格電子衍射圖。
[0033]圖6為塗布了本發明納米金屬防腐塗層材料的鍍膜鍍銅矽晶片。
[0034]圖7為鍍銅矽晶片在350°C溫度下放置20分鐘後，銅膜發生明顯脫落。
[0035]圖8為部分鍍膜鐵片在400°C溫度下放置60分鐘後，鍍膜區域，金屬沒有被氧化，未鍍膜區域發生明顯鏽化。
[0036]圖9為鍍膜角鋼在5%的鹽酸水溶液浸泡24小時，角鋼無明顯生鏽。
[0037]圖10為未鍍膜角鋼在5%的鹽酸水溶液浸泡20分鐘，角鋼明顯生鏽。
【具體實施方式】
[0038]結合以下具體實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的保護內容不局限於以下實施例。在不背離發明構思的精神和範圍下，本領域技術人員能夠想到的變化和優點都被包括在本發明中，並且以所附的權利要求書為保護範圍。實施本發明的過程、條件、試劑、實驗方法等，除以下專門提及的內容之外，均為本領域的普遍知識和公知常識，本發明沒有特別限制內容。
[0039]實施例1
[0040]將2克硝酸加入到裝有6克鹽酸的10mL圓底燒瓶中，加入0.2克二硫化鑰粉末，在圓底燒瓶中裝上一個直型冷凝管，並套上一個尾氣吸收裝置，將尾氣用水吸收，避免將尾氣直接排到空氣中，採用油浴加熱，將油浴升至110°C，並保持30分鐘，反應完畢後，加入30mL去離子水將反應液進行稀釋，然後採用離心分離將產物分離出來，並用去離子水洗滌三次，用異丙醇洗滌一次，最後將得到的產物分散在2克異丙醇中。本實施例及以下各實施例製備得到的片狀納米二硫化鑰的SEM圖、TEM圖、HTEM圖、晶格電子衍射圖分別如圖2-5所示。比較二硫化鑰材料和製備得到的片狀納米二硫化鑰的SEM圖(圖1和圖2)，可以看出通過本發明的方法，製備得到了厚度小於100納米的片狀納米二硫化鑰材料。
[0041]實施例2
[0042]將2克硝酸加入到裝有6克鹽酸的10mL圓底燒瓶中，加入0.2克二硫化鑰粉末，
在圓底燒瓶中裝上一個直型冷凝管，並套上一個尾氣吸收裝置，將尾氣用水吸收，避免將尾氣直接排到空氣中，將反應瓶置於超聲波發生器中，進行超聲，水浴溫度設置為50°C，超聲20分鐘，反應完畢後，加入30mL去離子水將反應液進行稀釋，然後採用離心分離將產物分離出來，並用去離子水洗滌三次，用異丙醇洗滌一次，最後將得到的產物分散在2克異丙醇中。
[0043]實施例3
[0044]將3克硝酸加入到裝有6克鹽酸的10mL圓底燒瓶中，加入0.2克二硫化鑰粉末，在圓底燒瓶中裝上一個直型冷凝管，並套上一個尾氣吸收裝置，將尾氣用水吸收，避免將尾氣直接排到空氣中，採用油浴加熱，將油浴升至110°C，並保持30分鐘，反應完畢後，加入30mL去離子水將反應液進行稀釋，然後採用離心分離將產物分離出來，並用去離子水洗滌三次，用異丙醇洗滌一次，最後將得到的產物分散在2克異丙醇中。
[0045]實施例4
[0046]將3克硝酸加入到裝有3克鹽酸的10mL圓底燒瓶中，加入0.2克二硫化鑰粉末，在圓底燒瓶中裝上一個直型冷凝管，並套上一個尾氣吸收裝置，將尾氣用水吸收，避免將尾氣直接排到空氣中，採用油浴加熱，將油浴升至110°C，並保持30分鐘，反應完畢後，加入30mL去離子水將反應液進行稀釋，然後採用離心分離將產物分離出來，並用去離子水洗滌三次，用異丙醇洗滌一次，最後將得到的產物分散在2克異丙醇中。
[0047]實施例5
[0048]將6克硝酸加入到裝有2克鹽酸的10mL圓底燒瓶中，加入0.2克二硫化鑰粉末，在圓底燒瓶中裝上一個直型冷凝管，並套上一個尾氣吸收裝置，將尾氣用水吸收，避免將尾氣直接排到空氣中，採用油浴加熱，將油浴升至110°C，並保持30分鐘，反應完畢後，加入30mL去離子水將反應液進行稀釋，然後採用離心分離將產物分離出來，並用去離子水洗滌三次，用異丙醇洗滌一次，最後將得到的產物分散在2克異丙醇中。
[0049]實施例6
[0050]將6克硝酸加入到裝有18克鹽酸的10mL圓底燒瓶中，加入2克二硫化鑰粉末，在圓底燒瓶中裝上一個直型冷凝管，並套上一個尾氣吸收裝置，將尾氣用水吸收，避免將尾氣直接排到空氣中，採用油浴加熱，將油浴升至110°c，並保持30分鐘，反應完畢後，加入30mL去離子水將反應液進行稀釋，然後採用離心分離將產物分離出來，並用去離子水洗滌三次，用異丙醇洗滌一次，最後將得到的產物分散在10克異丙醇中。
[0051]實施例7
[0052]將12克硝酸加入到裝有36克鹽酸的10mL圓底燒瓶中，加入4克二硫化鑰粉末，在圓底燒瓶中裝上一個直型冷凝管，並套上一個尾氣吸收裝置，將尾氣用水吸收，避免將尾氣直接排到空氣中，採用油浴加熱，將油浴升至110°C，並保持30分鐘，反應完畢後，加入30mL去離子水將反應液進行稀釋，然後採用離心分離將產物分離出來，並用去離子水洗滌三次，用異丙醇洗滌一次，最後將得到的產物分散在20克異丙醇中。
[0053]實施例8
[0054]將22.6克甲基三乙氧基矽烷和10.2克四乙氧基矽烷依次加入到60克乙醇中，磁力攪拌均勻後，緩慢滴加入5.6克2當量鹽酸溶液，室溫攪拌反應4小時後，得到納米二氧化矽溶膠。
[0055]實施例9
[0056]將10.6克二甲基二乙氧基矽烷和17.8克四乙氧基矽烷依次加入到60克乙醇中，磁力攪拌均勻後，緩慢滴加入5.2克2當量鹽酸溶液，室溫攪拌反應4小時後，得到納米二氧化矽溶膠。
[0057]實施例10
[0058]將10.6克二甲基二乙氧基矽烷和17.8克四乙氧基矽烷依次加入到60克乙醇中，磁力攪拌均勻後，緩慢滴加入5.2克2當量硝酸溶液，室溫攪拌反應4小時後，得到納米二氧化矽溶膠。
[0059]實施例11
[0060]將22.6克甲基三乙氧基矽烷和10.2克四乙氧基矽烷依次加入到60克乙醇中，磁力攪拌均勻後，緩慢滴加入5.6克2當量磷酸溶液，室溫攪拌反應4小時後，得到納米二氧化矽溶膠。
[0061]實施例12
[0062]將22.6克甲基三乙氧基矽烷、10.2克四乙氧基矽烷和1.5克十三氟辛基三甲氧基矽烷依次加入到60克乙醇中，磁力攪拌均勻後，緩慢滴加入5.9克2當量磷酸溶液，室溫攪拌反應4小時後，得到納米二氧化矽溶膠。
[0063]實施例13
[0064]將10.6克二甲基二乙氧基矽烷和17.8克四乙氧基矽烷依次加入到60克乙醇中，磁力攪拌均勻後，緩慢滴加入5.2克2當量氫氧化鈉溶液，室溫攪拌反應4小時後，得到納米二氧化矽溶膠。
[0065]實施例14
[0066]將22.6克甲基三乙氧基矽烷、10.2克四乙氧基矽烷和1.5克十三氟辛基三甲氧基矽烷依次加入到60克乙醇中，磁力攪拌均勻後，緩慢滴加入6.7克2當量氫氧化鉀溶液，室溫攪拌反應4小時後，得到納米二氧化矽溶膠。
[0067]實施例15
[0068]在攪拌下，將8克Levasil S200加入到實施例8中的納米二氧化矽溶膠中，攪拌均勻後，將實施例7中製備得到的片狀納米二硫化鑰材料加入到上述溶液中，室溫攪拌I小時後，製備得到複合納米金屬納米防腐塗層材料。
[0069]實施例16
[0070]在攪拌下，將8克南京海泰納米材料有限公司的納米二氧化矽溶膠加入到實施例9中的納米二氧化矽溶膠中，攪拌均勻後，將實施例6中製備得到的片狀納米二硫化鑰材料加入到上述溶液中，室溫攪拌I小時後，製備得到複合納米金屬納米防腐塗層材料。
[0071]實施例17
[0072]在攪拌下，將12克Levasil S200加入到實施例10中的納米二氧化矽溶膠中，攪拌均勻後，將實施例7中製備得到的片狀納米二硫化鑰材料加入到上述溶液中，室溫攪拌I小時後，製備得到複合納米金屬納米防腐塗層材料。
[0073]實施例18
[0074]在攪拌下，將12克Levasil S200加入到實施例11中的納米二氧化矽溶膠中，攪拌均勻後，將實施例7中製備得到的片狀納米二硫化鑰材料加入到上述溶液中，室溫攪拌I小時後，製備得到複合納米金屬納米防腐塗層材料。
[0075]實施例19
[0076]在攪拌下，將9克Levasil S200加入到實施例12中的納米二氧化矽溶膠中，攪拌均勻後，將實施例7中製備得到的片狀納米二硫化鑰材料加入到上述溶液中，室溫攪拌I小時後，製備得到複合納米金屬納米防腐塗層材料。
[0077]實施例20
[0078] 在攪拌下，將8克Levasil300納米二氧化矽溶膠加入到實施例13中的納米二氧化矽溶膠中，攪拌均勻後，將實施例7中製備得到的片狀納米二硫化鑰材料加入到上述溶液中，室溫攪拌I小時後，製備得到複合納米金屬納米防腐塗層材料。
[0079]實施例21
[0080]將直徑為200mm的鍍銅矽晶圓清洗並乾燥，將實施例15中製備的複合納米金屬防腐塗層材料旋塗在其上面，待膜層在室溫中乾燥後，固化得到穩定的膜層，再將其轉移到燒結爐中進行高溫固化，將溫度升高到300°C並保持10分鐘，讓其在燒結爐中冷卻，得到耐腐蝕抗氧化鍍膜矽晶圓，膜層厚度控制在1-10微米。圖5為製備得到的樣品，將其放置為400°C的烘箱中，處理60分鐘，銅膜穩定，沒有發生銅被氧化現象。圖6為未鍍膜鍍銅矽晶圓，在400°C的烘箱中，處理60分鐘後，銅膜明顯脫落。
[0081]實施例22
[0082]將邊長為15釐米的鐵片脫鏽，清洗乾淨並乾燥，將實施例16中製備得到複合納米金屬防腐塗層材料採用噴塗工藝塗敷在其上面，其中鐵片進行部分遮擋，留出部分未鍍膜，膜層厚度為控制在1-10微米，待膜層在室溫中乾燥後，固化得到穩定的膜層，再將其轉移到燒結爐中進行高溫固化，將溫度升高到300°c並保持10分鐘，讓其在燒結爐中冷卻，得到部分鍍膜鐵片。圖7為部分鍍膜鐵片，未鍍膜部分，表面被氧化嚴重，鍍膜區域，性能穩定。
[0083]實施例23
[0084]將角鋼樣品脫鏽，清洗乾淨並乾燥，將實施例17中製備得到複合納米金屬防腐塗層材料採用噴塗工藝塗敷在其上面，膜層厚度控制在1-10微米，待膜層在室溫中乾燥後，固化得到穩定的膜層，再將其轉移到燒結爐中進行高溫固化，將溫度升高到300°C並保持10分鐘，讓其在燒結爐中冷卻，得到鍍膜角鋼。將其放入5%的鹽酸水溶液浸泡24小時，膜層穩定，角鋼沒有發生鏽蝕現象。圖8為鹽酸浸泡後的鍍膜角鋼。圖9為未鍍膜角鋼，在鹽酸中明顯鏽蝕。
[0085]採用上述步驟，分別將實施例18、19、20合成得到的複合納米金屬防腐塗層材料塗布到角鋼上，表現類似的防腐性能。本發明金屬防腐塗層材料還可塗布在鋁、鐵、銅、鋅、鎳鉻或合金等其他金屬原件上。塗布方法還可以通過提拉法、噴塗法、流掛等方法。高溫固化溫度還可調節為450°C、600°C等適宜溫度。
【權利要求】
1.一種片狀納米二硫化鑰材料的製備方法，其特徵在於，將原料具有層狀晶體結構的二硫化鑰粉末材料分散在硝酸和鹽酸的混合溶液中，通過加熱或超聲的方法對前述混合液進行處理；在反應過程中，所述硝酸和鹽酸的混合液發生反應生成Cl2或NOCl氣體，進入所述具有層狀晶體結構的二硫化鑰材料的內部，通過受熱膨脹或超聲膨脹，使其層與層分離，製得所述片狀納米二硫化鑰材料。
2.如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述原料具有層狀晶體結構的二硫化鑰粉末材料與所述硝酸和鹽酸混合液的質量比為100: I~6: I。
3.如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述硝酸和所述鹽酸的體積比為1: 6 ~6:1。
4.如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述加熱的溫度為30~120°C;加熱時間為10~120分鐘。
5.如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，採用超聲時加熱的溫度為30~95°C；加熱時間為10~120分鐘。
6.一種按權利要求1所述方法製備得到的片狀納米二硫化鑰材料，其特徵在於，所述片狀納米二硫化鑰材料厚度小於100納米，極易分散於有機溶劑中。
7.—種納米複合金屬防腐塗層材料，其特徵在於，其包括片狀納米二硫化鑰材料、納米二氧化矽材料，所述納米二硫化鑰材料填充在所述納米二氧化矽材料中，所述片狀納米二硫化鑰材料按權利要求1所述方法製備得到。
8.如權利要求7所述的納米複合金屬防腐塗層材料，其特徵在於，所述片狀納米二硫化鑰材料的含量為2-25%，所述納米二氧化矽材料的含量為15-65%。
9.一種納米複合金屬防腐塗層材料的製備方法，其特徵在於，其包括如下步驟: (1)將具有層狀晶體結構的二硫化鑰粉末材料分散在硝酸和鹽酸的混合溶液中，通過加熱或超聲的方法對前述混合液進行處理，在反應過程中，硝酸和鹽酸的混合液發生反應生成Cl2或NOCl氣體，進入所述具有層狀晶體結構的二硫化鑰粉末材料的內部，通過加熱膨脹或超聲膨脹，使其層與層分離，製得所述片狀納米二硫化鑰材料； (2)將矽烷分散在醇類溶劑中，室溫下攪拌，滴加含酸或鹼的水溶液，矽烷水解，得到納米二氧化矽膠體溶液； (3)將步驟(1)製得的片狀納米二硫化鑰材料加入步驟(2)製得的納米二氧化矽溶膠中，室溫下攪拌混合均勻，得到如權利要求7所述的所述納米複合金屬防腐塗層材料。
10.如權利要求9所述的製備方法，其特徵在於，所述醇類溶劑包括乙醇、異丙醇、正丙醇、正丁醇、異丁醇、1-甲基-乙二醇、1-乙基-乙二醇、1-丁基-乙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇，1，2-戊二醇。
11.如權利要求9所述的製備方法，其特徵在於，所述矽烷為四乙氧基矽烷、四丙氧基矽烷、四丁氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、乙基聚矽酸酯、3-環氧丙醇二甲氧基矽烷、Y _丙基二乙氧基矽烷、羊基二乙氧基矽烷、羊基二甲氧基矽烷、苯基二乙氧基矽烷、十八烷基二甲氧基矽烷、十TK烷基二甲氧基矽烷、十二氣庚基丙基二甲氧基矽烷、六氟丁基丙基三甲氧基矽烷、十七氟癸基三甲氧基矽烷、十三氟辛基三甲氧基矽烷、十二氟庚基丙基三乙氧基矽烷、六氟丁基丙基乙氧基矽烷、十七氟癸基三乙氧基矽烷、十三氟辛基三乙氧基矽烷中的任意一種或兩種以上。
12.如權利要求6所述的片狀納米二硫化鑰材料在納米複合金屬防腐塗層材料中的應用。
【文檔編號】B82Y40/00GK104176781SQ201410392616
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月11日 優先權日:2014年8月11日
【發明者】林和春, 羅倩倩, 彭暉 申請人:華東師範大學