本發(fā)明涉及耐磨防腐涂層，具體地說，涉及一種耐磨防腐涂層及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、在光學(xué)電子器件領(lǐng)域，如太陽能電池、光電探測器、發(fā)光二極管和相機(jī)鏡頭等，涂層的性能直接影響到器件的整體性能和使用壽命。盡管現(xiàn)有的防腐耐磨涂層已經(jīng)在一定程度上提供了保護(hù)，但其配方中存在一些不合理之處，導(dǎo)致涂層在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些不足。

2、傳統(tǒng)的防腐耐磨涂層，會在制備中加入一些功能性助劑用來復(fù)合提高性能，通常采用納米二氧化鈦、有機(jī)樹脂和助劑(紫外線吸收、抗靜電劑等)的結(jié)合，但是這種單一的配合，難以同時滿足多種性能的要求。例如現(xiàn)有涂層雖然具備防腐耐磨性，但缺乏多重功能的集成(光學(xué)性能、附著穩(wěn)定性、導(dǎo)電性和熱管理等)，使得應(yīng)用范圍較低，導(dǎo)致不能廣泛用于多個不同類型器件的使用。如果要同時滿足多種功能性要求，需要多種材料的復(fù)配，這種方式不僅僅會增加成本，而且在制備過程中工序相對復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種耐磨防腐涂層及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種耐磨防腐涂層，包括以下原料：

3、5-7重量份的改性納米二氧化鈦顆粒，通過增強(qiáng)材料對納米二氧化鈦進(jìn)行改性得到；

4、2-4重量份的mxenes，是一類具有獨(dú)特性質(zhì)的二維材料，由過渡金屬碳化物、氮化物或碳氮化物組成，通過選擇性刻蝕max相(一種三元層狀化合物)來制備得到；mxenes具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和熱導(dǎo)率，有助于提高涂層的導(dǎo)電性能和散熱能力。這對于發(fā)光二極管和光電探測器等需要良好熱管理的器件尤為重要；其高強(qiáng)度和韌性可以顯著提高涂層的耐磨性和抗沖擊性能，并且在多種環(huán)境中表現(xiàn)出良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠有效抵抗腐蝕和氧化；

5、2-4重量份的金屬有機(jī)框架，金屬有機(jī)框架的多孔結(jié)構(gòu)可以為涂層提供額外的吸附和存儲能力，有助于提高防腐耐磨性，其次金屬有機(jī)框架中的金屬節(jié)點(diǎn)可以與納米二氧化鈦中的增強(qiáng)材料形成化學(xué)鍵或強(qiáng)相互作用，從而增強(qiáng)復(fù)合材料的穩(wěn)定性和功能性；

6、85重量份的樹脂材料，采用有機(jī)硅樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂或氟化物聚合物中的一種；有機(jī)硅樹脂、聚氨酯樹脂和氟化物聚合物都具有良好的耐候性和耐化學(xué)性，與mxenes和mofs的結(jié)合進(jìn)一步提高了涂層的防腐性能；聚氨酯樹脂和環(huán)氧樹脂提供了優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，增強(qiáng)了涂層的耐磨性和抗沖擊性能；mxenes的高導(dǎo)電性和熱導(dǎo)率與有機(jī)硅樹脂或聚氨酯樹脂的結(jié)合，提高了涂層的導(dǎo)電性能和散熱能力；有機(jī)硅樹脂和氟化物聚合物的高透明度和可控折射率，結(jié)合改性納米二氧化鈦顆粒的光吸收特性，優(yōu)化了涂層的光學(xué)性能；通過選擇不同的樹脂基體，可以實(shí)現(xiàn)多種功能的集成，如防靜電、防霧、防污等，為未來的多功能涂層開發(fā)提供了可能性；有機(jī)硅樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂和氟化物聚合物作為基體材料或粘合劑，不僅增強(qiáng)了涂層的基本性能，還通過與改性納米二氧化鈦顆粒、mxenes和金屬有機(jī)框架的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)更高的性能提升。

7、3-5重量份的添加劑，采用紫外線吸收劑、抗氧化添加劑、光穩(wěn)定劑、防靜電劑中的至少一種。通過添加這些功能性添加劑，涂層不僅具備了基本的防腐耐磨性能，還獲得了額外的防護(hù)和功能，進(jìn)一步提高了其在各種應(yīng)用中的綜合性能，具體的：

8、紫外線吸收劑采用uv-9或uv-531中的一種；

9、抗氧化添加劑采用抗氧劑1010或抗氧劑168中的一種；

10、光穩(wěn)定劑采用tinuvin326或tinuvin234中的一種；

11、防靜電劑采用聚醚改性聚硅氧烷或季銨鹽類防靜電劑中的一種。

12、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述改性納米二氧化鈦顆粒采用鐵摻雜的納米二氧化鈦顆粒、氮摻雜的納米二氧化鈦顆粒、碳納米管增強(qiáng)的納米二氧化鈦顆粒、表面包覆聚丙烯酸酯的納米二氧化鈦顆粒中的一種。通過摻雜鐵或氮等元素，改性納米二氧化鈦顆粒能夠擴(kuò)展其光響應(yīng)范圍，從而提高對可見光的吸收效率，這在太陽能電池和光電探測器中尤為重要；表面修飾和包覆處理可以提高納米二氧化鈦顆粒的分散性和穩(wěn)定性，減少表面缺陷，從而增強(qiáng)涂層的耐候性和機(jī)械強(qiáng)度；通過控制納米二氧化鈦顆粒的尺寸和形貌，可以優(yōu)化涂層的折射率，減少反射損失，提高透光率。

13、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述金屬有機(jī)框架采用鐵基金屬有機(jī)骨架材料、鋅基金屬有機(jī)骨架材料、銅基金屬有機(jī)骨架材料、鋁基金屬有機(jī)骨架材料中的一種。金屬有機(jī)框架具有高比表面積和可調(diào)的孔隙結(jié)構(gòu)，可以吸附和存儲水分及有害氣體，提高涂層的防腐性能；通過選擇不同的金屬離子和有機(jī)配體，金屬有機(jī)框架可以賦予涂層特定的功能，如光催化、氣體吸附等。金屬有機(jī)框架中的金屬節(jié)點(diǎn)與納米二氧化鈦中的摻雜元素(如鐵、氮)形成化學(xué)鍵或強(qiáng)相互作用，增強(qiáng)了材料的穩(wěn)定性和功能性。

14、另一方面，本發(fā)明提供了一種用于上述中任意一項(xiàng)所述的耐磨防腐涂層的制備方法，包括以下步驟：

15、s1、增強(qiáng)材料對納米二氧化鈦進(jìn)行改性制得改性納米二氧化鈦顆粒；

16、s2、通過選擇性刻蝕max相制備mxenes；

17、s3、采用溶劑熱法制備金屬有機(jī)框架；

18、s4、將改性納米二氧化鈦顆粒、mxenes和金屬有機(jī)框架與樹脂材料及添加劑混合，形成涂層材料。

19、本發(fā)明中，mxenes和金屬有機(jī)框架的結(jié)合提供了優(yōu)異的防腐性能。mxenes的高化學(xué)穩(wěn)定性加上金屬有機(jī)框架的多孔結(jié)構(gòu)，可以有效防止水分和有害氣體的侵蝕；mxenes的高強(qiáng)度和韌性與金屬有機(jī)框架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相結(jié)合，顯著提高了涂層的耐磨性和抗沖擊性能；mxenes的高導(dǎo)電性和熱導(dǎo)率與金屬有機(jī)框架的多孔結(jié)構(gòu)相結(jié)合，不僅提高了涂層的導(dǎo)電性能，還增強(qiáng)了散熱能力，延長了器件的使用壽命。同時，mxenes和金屬有機(jī)框架的引入使涂層能夠在多種環(huán)境下保持穩(wěn)定，適用于各種惡劣條件下的應(yīng)用；通過選擇不同的金屬有機(jī)框架和mxenes，可以實(shí)現(xiàn)多種功能的集成，如光催化、氣體傳感等。

20、其次，金屬有機(jī)框架的可控合成方法和mxenes的選擇性刻蝕技術(shù)，使得涂層的微觀結(jié)構(gòu)和性能可以更好地被調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)更精確的設(shè)計和優(yōu)化；mxenes和金屬有機(jī)框架的良好分散性和相容性，使得它們可以方便地與納米二氧化鈦顆粒和其他材料混合，簡化了制備工藝，提高了生產(chǎn)效率。

21、改性納米二氧化鈦顆粒的高透明度和可控折射率，結(jié)合mxenes和金屬有機(jī)框架的結(jié)構(gòu)特性，可以進(jìn)一步減少反射，提高透光率，優(yōu)化光學(xué)性能；金屬有機(jī)框架的多孔結(jié)構(gòu)和納米二氧化鈦顆粒的光催化性能相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)涂層的自清潔功能，減少維護(hù)成本。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

23、該耐磨防腐涂層及其制備方法中，通過引入改性納米二氧化鈦顆粒、mxenes和金屬有機(jī)框架，結(jié)合有機(jī)硅樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂或氟化物聚合物，以及功能性添加劑，解決了現(xiàn)有防腐耐磨涂層在配方中的不合理之處，通過本發(fā)明原料的復(fù)合，提升了涂層的基本性能，還賦予了涂層額外的功能，具有多重功能的集成，解決了涂層只具有單一性能的問題，為光學(xué)電子器件提供了更寬范圍的應(yīng)用，更高級別的防護(hù)和性能提升。同時，采用的方法簡化了制備工藝，提高了生產(chǎn)效率。