一種鋁合金防腐納米溶膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁合金防腐納米溶膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，我們將接觸角(C A)大于150°且滾動角(S A)小于1 0 °的表面稱為超疏水表面。近年來，超疏水材料以其獨特的性能在基礎(chǔ)研究、日常生活及工業(yè)生產(chǎn)方面應用廣泛，可用于金屬表面防腐、流體減阻、防水、防污和自清潔等領(lǐng)域，有機一無機納米復合材料作為新興崛起的領(lǐng)域，以其優(yōu)越的性能在超疏水有機一無機復合材料體系中占據(jù)重要位置，主要以有機、無機物為原料，采用適當方法使之在微/納米范圍內(nèi)通過化學鍵作用復合而成。其中，無機納米粒子常作為填充材料，與有機物復合得到微/納米二級結(jié)構(gòu)，賦予復合材料超疏水性質(zhì)；
金屬在環(huán)境介質(zhì)(尤其水和空氣)的作用下，由于化學反應、電化學反應或物理溶解而產(chǎn)生的破壞就是金屬的腐蝕，是悄悄自發(fā)進行的一種冶金的逆過程。大氣、土壤、海水和微生物等自然環(huán)境和酸、堿、鹽、燃氣等工業(yè)介質(zhì)都有可能造成金屬的腐蝕。金屬腐蝕所帶來的危害遍及國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，包括化工、能源、機械、航空航天、信息、農(nóng)業(yè)、海洋開發(fā)和基礎(chǔ)設施等。只要是使用金屬材料的地方，都或多或少的存在著腐蝕問題。金屬材料的腐蝕問題以及研究有效的防腐技術(shù)己成為目前材料科學與工程領(lǐng)域不可忽略的課題；
聚苯胺具有原料廉價易得、合成簡單等特點而被看作是新一代的高性能防腐材料。自1985年DeBerry首次提出采用電化學的方法制備的聚苯胺膜在不銹鋼表面上具有鈍化作用后，聚苯胺在防腐方面的研究開發(fā)已經(jīng)成為一個新的熱點。雖然聚苯胺的防腐蝕機理還未被完全了解，但是聚苯胺所表現(xiàn)出的優(yōu)異的防腐性能是毋庸置疑的，因此，人們?nèi)詫ζ淅^續(xù)進行深入研究。目前，針對聚苯胺的研究主要分為兩方面:一是在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上，繼續(xù)對聚苯胺防腐蝕機理進行較為深入的研究和探討；二是通過各種途徑來進一步提高聚苯胺涂層的防護性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種鋁合金防腐納米溶膠及其制備方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種鋁合金防腐納米溶膠，它是由下述重量份的原料組成的:
聚氧化丙烯二醇2-4、醋酸乙烯酯2-3、月桂醇硫酸鈉0.7-1、納米二氧化鈦10-12、硬脂酸0.8-1、十二烷基苯磺酸鈉0.2-0.4、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷10-18、含氫硅油20-30,25-28%的氨水0.7-1、硅烷偶聯(lián)劑KH5601_2、2，3- 二甲基苯胺90-100、過硫酸銨0.6-1、三聚氰胺1-2、8-羥基喹啉1-2、烯丙基硫脲0.8-1 ；
一種所述的鋁合金防腐納米溶膠的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述硬脂酸加入到無水乙醇中，攪拌溶解，所述無水乙醇與硬脂酸的體積重量比為 25-30:1 ；
(2)將上述納米二氧化鈦加入到其重量10-12倍、60-65%的乙醇溶液中，磁力攪拌均勻，加入上述硬脂酸的乙醇溶液，磁力攪拌3-4小時，在120-125Γ下烘干，研磨，得硬脂酸改性二氧化鈦；
(3)將上述醋酸乙烯酯、聚氧化丙烯二醇混合，70-80°C下保溫攪拌3-5分鐘，加入混合料重量2-3倍的40-50%的乙醇溶液中，100-200轉(zhuǎn)/分攪拌均應以，得醇溶液；
(4)將上述月桂醇硫酸鈉加入到7-10倍去離子水中，加入三聚氰胺，攪拌均勻，與上述醇溶液混合，磁力攪拌2-3分鐘，得醇乳液；
(5)取上述十二烷基苯磺酸鈉重量的40-50%，加入到180-200倍去離子水中，攪拌均勻，加入十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、含氫硅油，1000-1200轉(zhuǎn)/分攪拌2-3小時，滴加上述體系重量1-2%的Karstedt催化劑，攪拌反應1_2小時，得氟化硅油；
(6)取剩余的十二烷基苯磺酸鈉，加入到其重量70-100倍去離子水中，攪拌均勻，滴加上述25-28%的氨水，滴加完畢后加入2，3- 二甲基苯胺，攪拌均勻，升高溫度為50-60°C，加入上述硬脂酸改性二氧化鈦，保溫攪拌10-20分鐘，降低溫度為30-35°C，加入過硫酸銨，保溫攪拌10-12小時，加入上述醇乳液，200-300轉(zhuǎn)/分攪拌10-20分鐘，抽濾，90_100°C下真空干燥30-40分鐘，得聚合物改性二氧化鈦；
(7)將上述8-羥基喹啉加入到2-3倍無水乙醇中，攪拌均勻，加入硅烷偶聯(lián)劑KH560，在60-65 °C下保溫攪拌10-20分鐘，得硅烷醇液；
(8)將上述聚合物改性二氧化鈦加入到氟化硅油中，攪拌均勻，加入硅烷醇液，調(diào)節(jié)PH為5-6，在50-60°C下保溫攪拌3-4小時，加入剩余各原料，攪拌均勻，得復合改性溶膠。
[0005]所述的一種鋁合金防腐提拉溶膠，該溶膠的使用方法為:
將表面處理干凈的鋁片浸入到該復合改性溶膠中，進行浸漬提拉鍍膜，反復操作即得到一定厚度的均勻薄膜，然后置于室溫下干燥20-30min后，于125-130°C條件下烘焙25-30min，即可。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點是:
本發(fā)明的凝膠形成的涂膜具有很好的抗水性:
硬脂酸含有的大量一C Ο Ο Η基團，可與無機粒子表面一Ο Η發(fā)生脫水反應，也能為T i 0 2引入疏水性一C Η 3基團，但改性后的T i 0 2在物體表面附著力較差，容易發(fā)生脫落現(xiàn)象，含氫硅油具有良好的化學穩(wěn)定性及高疏水性能，可與無機粒子相互作用形成豐富的微觀結(jié)構(gòu)，十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷含有疏水性一C Η 3和可水解的一0 C Η3，利用其對含氫硅油進行氟化，可使含氫硅油發(fā)生脫氫耦合反應，在交聯(lián)作用下具備更優(yōu)良的力學性能，使復合涂層更加穩(wěn)定，此外，引入的疏水性甲基也可增加涂層的疏水效果；本發(fā)明的凝膠形成的涂膜具有很好的防腐蝕性:
本發(fā)明的微/納米結(jié)構(gòu)有效的阻隔了水中空氣與鋁片基底的直接接觸，使得鋁片表面參與反應的氧氣量減少，從而減緩了鋁片表面氧化膜的生成；另一方面，復合涂層中所具有的由S i 一0形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與鋁片表面緊密結(jié)合，而憎水的氟烷基則指向腐蝕性N a C1溶液一端，此外，復合涂層表面致密的改性二氧化鈦具備豐富的表面微觀結(jié)構(gòu)并具有低表面能，這對涂層的防腐蝕起到關(guān)鍵作用；
本發(fā)明在凝膠中引入了聚苯胺，使氧的還原反應從常規(guī)的金屬/腐蝕介質(zhì)界面迀移到聚合物/腐蝕介質(zhì)界面，減少了在金屬/腐蝕介質(zhì)表面0H-的生成，阻止了金屬表面pH的上升，起到了很好的緩蝕效果，有效地阻止了涂層的降解、剝落；
本發(fā)明的溶膠可以在鋁合金的表面形成穩(wěn)定的涂膜，涂膜平整性好，具有一定的裝飾性。
【具體實施方式】