一種硬質(zhì)鋁合金固化膜成型液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金表面處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種硬質(zhì)鋁合金固化膜成型液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硅烷由于其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)、無毒環(huán)保、成本低、相容性好等特點(diǎn)開始被人們應(yīng)用于金屬防腐領(lǐng)域。硅烷經(jīng)過水解可以與金屬基體緊密的結(jié)合，在表面形成致密的膜層，對金屬有良好的保護(hù)效果。但是當(dāng)硅烷膜本身多孔，對腐蝕介質(zhì)侵蝕抵抗力比較弱，在腐蝕環(huán)境中，C1-等特別容易沿這些缺陷發(fā)生腐蝕，腐蝕產(chǎn)物在界面處的堆積會使界面形成應(yīng)力區(qū)，造成膜層的剝離脫落，這樣硅烷膜一旦遭到破壞，無法進(jìn)行自修復(fù)，很容易造成金屬基體的腐蝕。研究發(fā)現(xiàn)通過在硅烷膜中摻雜無機(jī)納米粒子和具有自修復(fù)功能的物質(zhì)(如Ce、La等稀土金屬離子)制備有機(jī)-無機(jī)硅烷復(fù)合膜，可以有效的防止硅烷復(fù)合膜的這些缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種硬質(zhì)鋁合金固化膜成型液及其制備方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種硬質(zhì)鋁合金固化膜成型液，它是由下述重量份的原料組成的:
磷酸氫鈣1-2、植物留醇2-3、氨基三甲叉膦酸4-5、蓖麻酸鈣0.3-1、雙(γ -三乙氧基硅基丙基)四硫化物100-110、鈦酸丁酯10-12、多壁碳納米管3-5、硝酸鈰0.8_1、三羥甲基丙燒0.3_1、聚四氣乙稀0.08-0.1、二水石霄粉2_3、月桂酸二乙醇酰胺0.5-10
[0005]一種所述的硬質(zhì)鋁合金固化膜成型液的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述雙(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物與去離子水、無水乙醇按1-2:3-4:90-100的體積比混合，超聲分散10-20分鐘，加入冰醋酸，調(diào)節(jié)ΡΗ為4_5，在20-30°C下保溫46-50小時，得偶聯(lián)劑溶液；
(2)將上述磷酸氫鈣加入到20-32倍去離子水中，在60-70°C下保溫攪拌3_10分鐘，加入月桂酸二乙醇酰胺，100-200轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?-5分鐘，得鈣乳液；
(3)將上述硝酸鈰加入到其體積200-300倍、4-6%的乙醇溶液中，超聲1_2分鐘，為稀土醇液；
(4)將上述鈦酸丁酯與無水乙醇、乙酸按1-2:25-30:2-3的體積比混合，攪拌均勻，滴加上述稀土醇液，滴加完畢后陳化20-24小時，依次加入上述植物留醇、氨基三甲叉膦酸，升高溫度為50-60°C，滴加96-98%的硫酸，調(diào)節(jié)溶液PH為1_2，保溫反應(yīng)2_3小時，冷卻，得改性二氧化鈦溶膠；
(5)將上述蓖麻酸鈣加入到10-12倍去離子水中，攪拌均勻，加入二水石膏粉，升高溫度為70-80°C，加入多壁碳納米管，保溫攪拌至水干，在110-120°C下干燥3-5分鐘，與聚四氟乙烯混合，加入到電阻爐中，在480-500°C下加熱反應(yīng)5-6小時，冷卻出爐，將產(chǎn)物水洗、烘干，得氟化碳納米管；
(6)將上述三羥甲基丙烷加入到80-100倍無水乙醇中，攪拌均勻，加入氟化碳納米管，超聲17-20分鐘，與上述偶聯(lián)劑溶液、鈣乳液、改性二氧化鈦溶膠混合，加入剩余各原料，攪拌均勻，在75-80°C下蒸餾1-2小時，冷卻即得。
[0006]所述的一種硬質(zhì)鋁合金固化膜成型液，該鋁合金固化膜成型液的使用方法為:
(1)將鋁合金用碳化硅砂紙打磨后，再用0.5 μπι的金剛石研磨膏拋光，之后依次用丙酮、乙醇、水三種溶劑超聲清洗，將清洗好的樣品分別在1.8-2%Na0H溶液及4-5%的HN03溶液中進(jìn)行處理，最后用去離子水超聲清洗，氮?dú)飧稍飩溆茫?br> (2)將處理好的鋁合金用浸漬法在上述溶液中提拉成膜，成膜后送入干燥箱中，115-120°C下固化110-120min，即得固化膜。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明加入的碳納米管化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，其C-C單鍵是自然界中最穩(wěn)定的化學(xué)鍵，能夠有效的提高基材表面涂膜的耐蝕性和機(jī)械性能；
本發(fā)明加入了稀土硝酸鹽，經(jīng)鈍化形成的氧化物和氫氧化物可以與有機(jī)硅烷的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成協(xié)同作用，與碳納米管、二氧化碳形成致密的涂層，有效的抑制了陰極去極化反應(yīng)和陽極溶解反應(yīng)，降低了腐蝕速率，起到良好的防護(hù)作用；
本發(fā)明中二氧化鈦的加入使硅烷復(fù)合膜的致密性增加，有效的阻止了 C1-、H20和02等腐蝕離子的侵蝕，能夠抑制腐蝕產(chǎn)物的擴(kuò)散，由于小孔阻塞效應(yīng)，阻止腐蝕的進(jìn)一步發(fā)生，這是因?yàn)橐徊糠諸1H基團(tuán)將會和金屬表面的羥基、S1-OH發(fā)生反應(yīng)，在鋁合金基體表面協(xié)同吸附，這就有效的增強(qiáng)了膜層與基體的結(jié)合力，克服了單純硅烷膜易于在基體表面剝離的缺點(diǎn)；
本發(fā)明在多壁碳納米管表面生成了 C-F鍵，可以改善與二氧化鈦粒子在涂膜中的分散性，有效的降低團(tuán)聚，同時還可以提高涂膜表面的抗水性；
本發(fā)明的復(fù)合膜對鋁合金基體具有優(yōu)異的保護(hù)性能，可以有效抑制陽極溶解反應(yīng)，多壁碳納米管可以與二氧化鈦、雙(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物的官能團(tuán)結(jié)合成鍵，起到了增加膜的致密性，提高了涂膜的穩(wěn)定性的效果，可以有效的阻止腐蝕介質(zhì)的浸入，從而提尚抗腐蝕性能。
[0008]本發(fā)明的鋁合金成型液成膜后可以在鋁合金表面形成一層硬質(zhì)的膜，具有很好的抗水抗油性能，不易破損，對基材保護(hù)性好。
【具體實(shí)施方式】
[0009]一種硬質(zhì)鋁合金固化膜成型液，它是由下述重量份的原料組成的:
磷酸氫鈣1、植物留醇2、氨基三甲叉膦酸4、蓖麻酸鈣0.3、雙(γ三乙氧基硅基丙基)四硫化物100、鈦酸丁酯10、多壁碳納米管3、硝酸鈰0.8、三羥甲基丙烷0.3、聚四氟乙烯
0.08、二水石膏粉2、月桂酸二乙醇酰胺0.5。
[0010]一種所述的硬質(zhì)鋁合金固化膜成型液的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述雙(γ三乙氧基硅基丙基)四硫化物與去離子水、無水乙醇按1:3:90的體積比混合，超聲分散10分鐘，加入冰醋酸，調(diào)節(jié)ΡΗ為4，在20°C下保溫46小時，得偶聯(lián)劑溶液； (2)將上述磷酸氫鈣加入到20