[发明专利]抗磨损环氧树脂/碳纤维复合涂层及其制备、涂覆方法

权利要求书

1.抗磨损环氧树脂/碳纤维复合涂层，由碳纤维织物置于基体溶液中固化而成，其特征在于：所述基体溶液的原料组成为：64~66.5重量份的环氧树脂、32~33.5重量份的聚酰胺树脂、体积与环氧树脂总重量的比例为2.4mL：1g的丁酮溶液、体积与聚酰胺树脂总重量的比例为2.4mL：1g的甲苯溶液、1.5~2.5重量份经过硅烷偶联剂改性的纳米无机填料，其中，所述的环氧树脂是由体积比为1：3的双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂混合制成，所述的纳米无机填料由重量比为4：1的纳米蒙脱土和纳米TiO₂组成。

2.根据权利要求1所述的抗磨损环氧树脂/碳纤维复合涂层，其特征在于：所述纳米TiO₂和纳米蒙脱土的纯度均≥99%，其中，纳米TiO₂的粒子呈球型，平均粒径为10nm；纳米蒙脱土的籽粒呈层状，平均粒径为50nm。

3.根据权利要求1所述的抗磨损环氧树脂/碳纤维复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、按照4：1的重量比分别称取纳米蒙脱土和纳米TiO₂，将纳米蒙脱土以及与其重量相同的硅烷偶联剂加入到丙酮溶液使其完全溶解，将溶液置于超声波清洗器中处理20min后，再在80℃的烘箱中烘干，制得纳米改性蒙脱土；将纳米TiO₂以及与其重量相同的硅烷偶联剂依照前述方法制备纳米改性TiO₂，备用；

（2）、按照所述重量份数，分别称取环氧树脂、聚酰胺树脂、丁酮溶液和甲苯溶液，然后分别将环氧树脂和丁酮溶液混合形成A溶液，聚酰胺树脂和甲苯溶液混合形成B溶液，并将步骤（1）制得的改性纳米蒙脱土和改性TiO₂加入到A溶液中，并置于85℃的恒温磁力搅拌器中搅拌30min，然后加入B溶液，搅拌10min形成C溶液，备用；

（3）、取碳纤维织物，并将其置于体积比为3：1的质量分数为67%的硝酸和质量分数为55%的硫酸的混合溶液中，在100℃温度下加热1~2.5h进行氧化改性，然后用去离子水冲洗涤至pH值为6~7，在80℃的恒温干燥箱中烘干后，制得氧化改性的碳纤维织物；

（4）、将步骤（3）制得的碳纤维织物置于步骤（2）制备的C溶液中，浸泡10min后取出碳纤维织物并在80℃的烘箱中固化5min，然后将固化后的碳纤维织物再次置于C溶液中浸泡10min后，取出并在80℃的烘箱中固化3min，制得环氧树脂/碳纤维复合涂层。

4.用权利要求1所述的抗磨损环氧树脂/碳纤维复合涂层进行涂覆的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、将待涂覆的钢块用粒度为600目的砂纸打磨至其表面粗糙度达到0.45，然后将钢块浸泡于无水乙醇中，并置于超声波清洗机中超声清洗5min，然后晾干，备用；

（2）、将权利要求1的环氧树脂/碳纤维复合涂层覆盖在经过步骤（1）处理后的钢块表面，用聚四氟乙烯薄膜将覆盖环氧树脂/碳纤维复合涂层的钢块包裹完整后，用玻璃片压在钢块的上下表面并置于密闭塑料袋中进行抽真空，然后将其置于80℃的烘箱中固化5h后，取出固化后的钢块，将其表面杂物清理干净即可。

5.根据权利要求4所述的涂覆方法，其特征在于：钢块上经固化的环氧树脂/碳纤维复合涂层的厚度为0.42~0.5mm。