[发明专利]纳米复合防护涂料及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及苛刻腐蚀环境下金属的防护涂料，具体说是纳米复合防护涂料。

背景技术

目前，我国是世界上高速铁路系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家。已投入运营的高速铁路总里程达到7531公里，局世界第一位。而正在建设之中的高速铁路有1万多公里。 

高速铁路的发展带给人们便捷的同时，也带来了噪声的影响。目前主要靠声屏障来降低或消除高铁的噪声危害。

列车高速行驶对声屏障会产生巨大的冲击的震动；甚至能动摇其与基础的联接。声屏障在使用过程中，还要承受各种极端的环境因素的侵袭，包括：严寒、酷暑，狂风暴雨，沙尘冲蚀，紫外线辐照；氧气、水、电解质、酸雨、盐雾等多种引起金属腐蚀的因素的联合作用；微生物及其代谢产物对声屏障的腐蚀和污染；而且高速列车本身还是有可能接触各种腐蚀介质的储运设备，会处于十分严酷的腐蚀环境中，经常处于被侵蚀的状态。

因此，防护涂层对声屏障就十分必要。很明显声屏障对防腐涂料的性能要求比普通的防护涂层要高很多。要求防腐涂层必须具有：

1．良好的防护功能，包括耐水性、耐油性、耐化学介质性、耐盐雾性、耐湿热性、耐人工的大气老化性。 

2．装饰作用，涂料能充分改变腐材的外观，赋予声屏障绚丽灿烂的色彩，美丽的光泽，丰满的质感，给人们没的享受。 

3．良好的物理机械性能，包括：良好的强度，柔韧性、耐冲击性、高的硬度、耐磨性、耐划伤性、耐高低温循环性，这是涂层能发挥其保护作用的装饰作用的基础。

4．良好的施工工艺性，包括：涂层对基材的渗透性；涂层与基材及涂层之间的结合力，可重涂性，干燥时间；涂料的流变性；涂料对施工环境的适应性等。这些因素都对涂料的成膜有重要影响，而涂料必须通过涂装成膜才能发挥其应有的功能。

5．特种功能：要求声屏障防污自洁；防紫外线辐照；抗老化长寿命；反射太阳光中的红外辐照，具有隔热功能，高硬度、抗磨、抗划伤。

现用的防护涂料已经不能满足上述要求，主要存在问题：

1．耐污性质：涂装后不久就面目全非，甚至脏不忍睹；

2．保色性差：实际上包含两个问题，一是成膜物耐老化性差。二是颜色易变色，即光稳定性差，在阳光中紫外线作用下自身发生化学反应造成的；

3．流平性差：不能形成高平整度、高装饰性的膜；

4．不耐磨、易划伤；

5．大多是有机涂料，对环境有污染，还可能影响操作人员健康。

因此，尽快研制一种除具有常规的涂料性能外，还应具有防污自洁，防紫外线辐照，抗老化长寿命；能反射红外线，具有隔热功能，高硬度抗磨、抗划伤的声屏障防护涂料已成为当务之急。

发明内容

为了克服以上问题，本发明提供了一种纳米复合防护涂料及制作方法。

本发明的高铁声屏障纳米复合防护涂料及制备方法如下：

1、置以下组份备用：

有机-无机聚合物树脂 50%～55%

改性纳米浆 1%～5%

纳米氧化锌 0.4%～0.8%

纳米二氧化硅 0.3%～0.6%

紫外线吸收剂 3%～6%

颜料 5%～7%

分散剂 2%～5%

去离子水 30%～38%   以上组份总量为100% 。

以上述组份按如下方法制得纳米复合防护涂料：

a、向反应容器中，加入有机-无机聚合物树脂；

b、将分散剂加入到去离子水中，搅拌均匀后投入到反应容器中；

c、将改性纳米浆、纳米氧化锌、纳米二氧化硅加入到反应容器中，将反应容器设定2000～3000r/min转速，并分散反应1～2h ；

d、将颜料、紫外线吸收剂加入到反应容器中，搅拌混合均匀；

e、成品。

2、以上所述的有机-无机聚合物树脂由以下方法制得：

置以下组份备用，按质量百分数计：

异丙醇 20～40%

去离子水 10～30%

催化剂 0.1～4%

二甲苯 0.1～25%

正硅酸乙酯 0.1～25%

含环氧基团的硅烷偶联剂 10～40%

苯基三乙氧化硅烷 10～40%

甲基三乙氧化硅烷0.1～25%

含长氟碳链段的硅烷偶联剂 0.1～25%  以上组份总量为100% 。