阅读说明：本技术 一种纳米复合涂层及其制备方法 (Nano composite coating and preparation method thereof ) 是由 李金春 黎园 孙向南 王辉 吴明生 刘伟 李琳 张瑞 赵帅 侯苏丹 于 2021-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种纳米复合涂层及制备方法,按质量份计,包括酯基涂料100质量份,聚合物5～25质量份,纳米碳材料1～50质量份。首先,在一定条件下制备聚合物改性的纳米填料；然后,将纳米填料分散到一定质量的丙烯酸酯溶液中,制得粘合力强、摩擦系数小的纳米复合涂层。本发明提供的纳米复合涂层可用于橡胶产品的表面涂覆,如制造汽车雨刷等。(The invention relates to a nano composite coating and a preparation method thereof, and the nano composite coating comprises, by mass, 100 parts of an ester-based coating, 5-25 parts of a polymer and 1-50 parts of a nano carbon material. Firstly, preparing polymer modified nano filler under certain conditions; then, dispersing the nano filler into acrylate solution with certain mass to prepare the nano composite coating with strong adhesive force and small friction coefficient. The nano composite coating provided by the invention can be used for surface coating of rubber products, such as manufacturing of automobile wipers and the like.)

一种纳米复合涂层及其制备方法

技术领域

本发明属于涂层制造领域，具体涉及一种纳米复合涂层及制备方法。

背景技术

有机涂层不仅可以装饰外观、保护基体材料，而且具有特殊的功能性，因而广泛应用于现代生产设备和生活产品中。传统的涂层材料与基体之间的相互作用弱，这使得其粘合性差，导致在实际应用中容易脱落失效。因此，提高有机涂层的稳定性是涂层材料开发的重点。

纳米材料具有巨大的表面能，这使得以其作为添加剂的涂层与基体材料能够形成较强的相互作用，从而增强稳定性。因此，纳米复合涂层在近年来受到市场的极大关注。

发明内容

基于上述现状，本发明提供一种纳米复合涂层及其制备方法，能够有效增大粘合力，减小摩擦系数。

本发明是以如下技术方案实现的：一种纳米复合涂层，按质量份计，包括酯基涂料100质量份，聚合物5~25质量份，纳米碳材料1~50质量份。

优选的，所述酯基涂料为醇酸脂、丙烯酸酯、聚氨酯、和环氧树脂中的一种或者多种。

优选的，所述纳米碳材料为碳量子点、碳纳米管、富勒烯、石墨烯、石墨炔中的一种或者多种。

优选的，所述聚合物为P3HT、PANI、PPY、P13中的一种或多种。

一种纳米复合涂层的制备方法，

1）将纳米碳材料和聚合物加入到丙酮中搅拌，制得纳米填料；

2）将酯基涂料加入到丙酮搅拌，制得溶液；

3）将步骤1）制备的纳米填料和步骤2）制备的溶液1:4体积比混合，搅拌制得纳米复合涂层液。

优选的，步骤1）中的温度在30---70℃，转速在3000---6000r/min，搅拌时长在5---10h。

优选的，步骤2）中的温度在30---70℃，转速在3000---7000r/min，搅拌时长在3---7h。

优选的，步骤3）中的温度在40---80℃，转速在4000---8000r/min，搅拌时长在2--7h。

本发明有益效果：与现有技术相比，本发明使用纳米材料作为添加剂，能够有效增大粘合力，减小摩擦系数，作为汽车雨刷制作材料，可以显著提高汽车雨刷的耐磨损性能。

附图说明

图1是本发明使用的聚合物分子结构示意图；

图2是本发明实施例提供的以石墨烯为填料的纳米复合涂层雨刷在历经10万次摩擦之后的横截面SEM图像；

图3是本发明实施例提供的以聚合物改性石墨烯为填料的纳米复合涂层雨刷在历经10万次摩擦之后的横截面SEM图像。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对比例1：

一种纳米复合涂层及其制备方法，本发明提供的纳米复合橡胶成分为：丙烯酸酯100质量份，石墨烯（层数≤5）25质量份。该纳米复合涂层采用如下步骤制备：

1）在35 ℃，4000 r/min的条件下，将石墨烯（层数≤5）加入到100质量份的丙酮中搅拌30 min，制得纳米填料；

2）在35 ℃，4000 r/min的条件下，将丙烯酸酯加入到100质量份的丙酮搅拌1 h，制得丙烯酸酯溶液；

3）将1）和2）制得的溶液按1:4体积比混合，在42 ℃，4500 r/min的条件下搅拌8h，制得纳米复合涂层液。

如图2所示，用该纳米复合涂层涂覆的雨刷，其摩擦系数为0.3~0.5，较未经纳米填料改性处理的雨刷0.4~0.6有了小幅降低。在经历10万次磨损实验后，涂层有少量存留。

实施例1：

如图1一种纳米复合涂层及其制备方法，本发明提供的纳米复合涂层成分为：丙烯酸酯100质量份，P13,的石墨烯（层数≤5）25质量份。该纳米复合橡胶采用如下步骤制备：

1）在35 ℃，4000 r/min的条件下，将P13和石墨烯（层数≤5）按质量比1:10加入到100质量份的丙酮中搅拌30 min，制得纳米填料；

2）在35 ℃，4000 r/min的条件下，将丙烯酸酯加入到100质量份的丙酮搅拌1 h，制得丙烯酸酯溶液；

3）将1）和2）制得的溶液按1:4体积比混合，在42 ℃，4500 r/min的条件下搅拌8h，制得纳米复合涂层液。

如图3所示，用该纳米复合涂层涂覆的雨刷，其摩擦系数为0.3~0.5，较未经纳米填料改性处理的雨刷摩擦系数有了大幅降低。在经历10万磨损实验后，涂层仍有大量存留。