一種二氧化鈦改性鋁合金防腐提拉溶膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種二氧化鈦改性鋁合金防腐提拉溶膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，我們將接觸角(C A)大于150°且滾動(dòng)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(dú)特的性能在基礎(chǔ)研究、日常生活及工業(yè)生產(chǎn)方面應(yīng)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(jī)一無機(jī)納米復(fù)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(jī)一無機(jī)復(fù)合材料體系中占據(jù)重要位置，主要以有機(jī)、無機(jī)物為原料，采用適當(dāng)方法使之在微/納米范圍內(nèi)通過化學(xué)鍵作用復(fù)合而成。其中，無機(jī)納米粒子常作為填充材料，與有機(jī)物復(fù)合得到微/納米二級結(jié)構(gòu)，賦予復(fù)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(xué)反應(yīng)、電化學(xué)反應(yīng)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(jìn)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?xì)獾裙I(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(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，包括化工、能源、機(jī)械、航空航天、信息、農(nóng)業(yè)、海洋開發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)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(xué)與工程領(lǐng)域不可忽略的課題；
聚苯胺具有原料廉價(jià)易得、合成簡單等特點(diǎn)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(xué)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(gè)新的熱點(diǎn)。雖然聚苯胺的防腐蝕機(jī)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(jìn)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(jī)理進(jìn)行較為深入的研究和探討；二是通過各種途徑來進(jìn)一步提高聚苯胺涂層的防護(hù)性能。

【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，提供一種二氧化鈦改性鋁合金防腐提拉溶膠及其制備方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種二氧化鈦改性鋁合金防腐提拉溶膠，它是由下述重量份的原料組成的:
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、三烯丙基異氰脲酸酯0.5-1、硬脂酸鋁2_3、2，2_ 二溴-3-氰基丙酰胺0.7-1、異丙醇2-3、全氟丁基磺酸鉀1-2、乙酰丙酮鈣1-2.3、茶皂素0.8-1 ;
一種所述的二氧化鈦改性鋁合金防腐提拉溶膠的制備方法，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(shí)，在120-125Γ下烘干，研磨，得硬脂酸改性二氧化鈦；
(3)將上述硬脂酸鋁加入到4-6倍去離子水中，攪拌均勻，加入三烯丙基異氰脲酸酯，在70-75°C下保溫?cái)嚢?0-17分鐘，加入上述2，3- 二甲基苯胺重量的4-6%，攪拌至常溫，得預(yù)混單體；
(4)將上述乙酰丙酮鈣、異丙醇混合，攪拌均勻，加入到混合料重量5-7倍去離子水中，攪拌均勻，加入上述十二烷基苯磺酸鈉重量的40-50%，60-65 °C下保溫?cái)嚢?0-30分鐘，得分散液；
(5)在上述分散液中加入十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、含氫硅油，1000-1200轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?-3小時(shí)，滴加上述體系重量1-2%的Karstedt催化劑，攪拌反應(yīng)1_2小時(shí)，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?cái)嚢?0-20分鐘，降低溫度為30-35°C，加入過硫酸銨，保溫?cái)嚢?0-12小時(shí)，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)將上述茶皂素加入到3-4倍去離子水中，攪拌均勻，加入硅烷偶聯(lián)劑KH560，100-200轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?-3分鐘，得硅烷乳液；
(8)將上述聚合物改性二氧化鈦加入到氟化硅油中，加入硅烷乳液，攪拌均勻，調(diào)節(jié)PH為5-6，在50-60°C下保溫?cái)嚢?-4小時(shí)，加入剩余各原料，攪拌均勻，得復(fù)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(fù)合改性溶膠中，進(jìn)行浸漬提拉鍍膜，反復(fù)操作即得到一定厚度的均勻薄膜，然后置于室溫下干燥2030min后，于125-130Γ條件下烘焙25-30min，即可。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)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(tuán)，可與無機(jī)粒子表面一Ο Η發(fā)生脫水反應(yīng)，也能為T i 0 2引入疏水性一C Η 3基團(tuán)，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(xué)穩(wěn)定性及高疏水性能，可與無機(jī)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(jìn)行氟化，可使含氫硅油發(fā)生脫氫耦合反應(yīng)，在交聯(lián)作用下具備更優(yōu)良的力學(xué)性能，使復(fù)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(yīng)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(fù)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(fù)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(yīng)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。
【具體實(shí)施方式】
[0007]—種二氧化鈦改性鋁合金防腐提拉溶膠，它是由下述重量份的原料組成的: 納米