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鈦納米聚合物涂料簡介

來源:鈦板,鈦棒,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2015-7-14 9:49:02
金屬具有良好的化學穩定性和耐蝕性。但因價格高昂,阻礙了其應用。如果加工成納米級金屬粉后加入涂料中,則既能加強涂層的耐磨耐蝕性,又能大大降低使用成本。以工業鈦粉為原料,在制作過程中引入助粉碎劑、分散劑、保護劑及其它必要助劑,在特定的溫度和壓力下,在高效能粉碎機上進行機械化學反應后即可完成鈦納米金屬粉的生產。然后在完全封閉的條件下應用專利技術(中國專利號:ZL00209258.1)制備成鈦納米聚合物。實際上,就是把鈦基納米金屬粉彌散到高分子聚合物材料中,形成高分子納米復合材料,這就是鈦納米聚合物。該聚合物具有下列效應和特性
1.表面效應
鈦納米聚合物粒子的表面原子數與總原子數之比隨著粒子尺寸的減小而大幅度地增加,粒子的表面能及表面膜張力也隨之增加,從而引起粒子性質的變化。粒子的表面原子所處的晶體場外環境及結合能與內部原子有所不同,存在許多懸空鍵,并具有不飽和性質,因而極易與其它原子相結合而趨于穩定,具有很高的化學活性。
2.小尺寸效應
當超微顆粒尺寸不斷減小,在一定條件下,會引起材料宏觀物理性能和化學性質上的變化,此即小尺寸效應。因鈦納米粒子小于50nm,最小顆粒尺寸為10nm,甚至可能更小。從而引起了鈦納米聚合物在物理、化學性質上產生變化。
3.鈦納米聚合物特性
①小于可見光波的波長,失去鈦金屬原有的銀白色而變成黑色。
②鈦納米聚合物具有導電性,可用于防靜電材料。
③鈦納米粒子比傳統的粗晶鈦材硬得多,可制造耐磨材料。
④鈦納米聚合物由于微小納米粒子的填充作用,表面膜光滑度很高,近壁流層薄,不易結垢。
鈦納米聚合物涂料的防腐耐磨和抗垢機理
用鈦納米聚合物做活性填料和偶聯劑改性制成成品的涂料就是鈦納米聚合物涂料。其防腐蝕耐磨和抗垢機理如下:
1.分子間化學鍵合與化學吸附
鈦納米粒子的高活性懸空鍵以化學鍵合和化學吸附的形式與聚合物配位。同時將聚合物閉環打開,形成開環的羥基與醚鍵,進一步與樹脂進行化學鍵合與化學吸附,并形成新的活性開環與基材表面發生化學鍵合與化學吸附。這極大改善了填料與樹脂間以及樹脂分子之間的結合力,由普通涂料的物理結合轉變成化學鍵合與化學吸附。
2.抗滲透耐腐蝕原理
第一,鈦納米聚合物涂料與樹脂分子之間以化學鍵合與化學吸附相結合,致密性高,結合緊密,阻塞了腐蝕介質滲透通道。www.dtjoud.co認為一般涂層的破壞都是由于腐蝕介質沿分子和填料間的界面或樹脂分子間的界面而進行的,鈦納米聚合物涂料用化學鍵合與化學吸附阻塞了這些通道,因此更耐腐蝕。
第二,微小的鈦納米聚合物粒子具有填充空穴的作用,由于鈦納米聚合物根本不溶于水,水、氧和其它離子不能透過顆粒本身,只能繞道滲透,延長了滲透路線,大大減緩了腐蝕速度。鈦納米聚合物比表面積很大又有化學作用,所以加入少量就能起到顯著的抗滲效果。
第三,納米聚合物有憎水性,阻止水、氧及其它腐蝕介質的取代作用,使其不易發生腐蝕反應。通常的極性介質和離子很難通過涂膜。其高抗滲透性,可抗汞的滲透。所以耐腐蝕性好。
3.附著力強
第一,如前所述,鈦納米聚合物增加了活性羥基、醚鍵的數量,對涂敷面形成了化學吸附;第二,所選樹脂固化時體積收縮很小,內應力不高;第三,樹脂中的醚鍵使分子鏈柔軟便于旋轉,可消除內應力,所以附著力強。鈦納米聚合物涂料對于金屬、混凝土、木材、玻璃、塑料等不同材質均有優良的附著力。
4.耐磨蝕
鈦材本來就是耐腐蝕、耐磨材料,超級細化成納米粒子,排列更好,其致密性更強,比粗晶粒子更為耐腐、耐磨。
5.抗垢性能好
首先,粗糙的表面會增加液體流動的阻力,減小流速,增加近壁流層的厚度,造成更多的結垢核心,使污垢沉積長大。而鈦納米聚合物涂料由于微小納米粒子的填充作用表面光滑度很高,近壁流層薄,不利于結垢。其次,納米聚合物與化學結構形成親油憎水表面,一方面能對污垢粒子整形使其排列整齊,不形成垢質分子交錯的硬垢;另一方面排斥污垢粒子,使其不能粘附到涂層表面上,從而達到防垢的目的。
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