【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及有色金屬表面處理與防腐蝕，具體為一種鋁合金表面的耐腐蝕涂層及其制備方法。
技術介紹
1、鋁合金由于其密度低、導熱導電性強、可加工性和良好的機械性能，廣泛應用于航空航天、船舶、汽車、建筑、交通、電子等領域。當應用于腐蝕性環境時，特別是在高腐蝕性海洋環境中，介質中存在某些活性陰離子(如cl－)，這些活性陰離子首先被吸附在鋁合金表面并不致密的鈍化膜中間漏出的多孔鋁合金基體上，鋁合金基體表面發生腐蝕，使其呈活化狀態，而鈍化膜處仍為鈍態，這樣就形成了活性—鈍性腐蝕電池，由于陽極面積比陰極面積小得多，陽極電流密度很大，所以腐蝕往深處發展，金屬表面很快就被腐蝕成小孔，這種現象被稱為點蝕。
2、此外，由于鋁合金表面自然形成的氧化膜是松散的、多孔的、親水的，未受到氧化膜保護形成的裸露在腐蝕環境的、點孔狀的鋁合金因靜電作用或范德華力吸引浮游狀態的微生物，微生物逐步“定居”在點孔狀鋁合金表面，這使腐蝕電池的陽極區得以固定，并在表面不斷增殖，分泌胞外高聚物，生成生物膜。生物膜不斷生長、變厚，直至成熟，其成分較復雜，主要為含水量在95％以上的凝膠相，由細菌、胞外高聚物、腐蝕產物和懸浮顆粒等共同組成。生物膜的形成改變了金屬表面的靜電狀態和潤濕性質，利于細菌和其他微生物在界面上聚集生長，伴隨著生物膜的成熟，金屬表面的離子種類和氧化－還原電位急劇變化，并在膜內造成ph梯度，相繼發生各種傳質過程和復雜的化學反應。同時，細菌以生物膜的方式聚集在一起通過種間協作，充分利用雙方的代謝產物，形成能量循環，如一眾產酸菌和硫酸鹽還原菌的協作關系等好
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種鋁合金表面的耐腐蝕涂層及其制備方法，以解決
技術介紹
中提出的問題，旨在制造一種應用在高腐蝕性海水環境下耐電化學、微生物腐蝕且防結垢、超疏水的用于鋁合金表面的涂層。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種鋁合金表面的耐腐蝕涂層，由涂料涂布、固化、烘干獲得，涂料包括以下重量份數的原料：
4、氟化聚氨酯丙烯酸酯40-60份；
5、抗菌改性雙硫硅氧烷0.4-0.6份；
6、納米二氧化鈦1.6-2.4份；
7、硅酸乙酯37.38-56.07份；
8、氨水18-27份；
9、無水乙醇79-118.5份；
10、去離子水20-30份。
11、進一步的，所述氟化聚氨酯丙烯酸酯制備步驟如下：
12、將2g聚氨酯丙烯酸和0.2g三乙基三烯混合在含有3ml去離子水的均相水溶液中，將0.5g聚四氟乙烯和20μl三乙氧基硅烷滴加到上述水溶液中，然后將混合物磁力攪拌30min，得到氟化聚氨酯丙烯酸酯。
13、需要說明的是，三乙氧基硅烷與聚氨酯丙烯酸酯化學接枝，聚四氟乙烯與聚氨酯丙烯酸酯物理交聯，兩者聯合賦予聚氨酯丙烯酸酯氟化基團和高聚特性。
14、進一步的，所述抗菌改性雙硫硅氧烷制備步驟如下：
15、步驟一、將乙烯基三乙氧基硅烷與3,3′-二硫代二丙酸混合，在氮氣氣氛下，升溫至90℃磁力攪拌，當混合體系澄清透明后升溫至150℃反應20min，當有餾出物產生時降溫至45℃下繼續反應，直至無餾出物產生時停止反應，降溫至室溫，抽真空30min，得到黃色黏稠狀的含二硫鍵聚硅氧烷；
16、步驟二、配制pdcl2/二甲基亞砜混合溶劑，用pbs緩沖液調節ph至4-5，加入吡啶硫酮和步驟一制得的含二硫鍵聚硅氧烷，在氮氣氣氛下，在80℃下均質化2h，制得抗菌改性雙硫硅氧烷。
17、需要說明的是，吡啶硫酮及其鹽是一種安全環保的化學品，廣泛用于洗發水和化妝品，同時它也是一種抗菌劑，會破壞細菌的細胞質膜，導致細胞膜功能障礙和離子泄漏，是非常有效的阻斷硫酸鹽還原菌硫化作用的抑制劑，可以抑制硫酸鹽還原菌的生長并破壞其生物膜。吡啶硫酮的結構包含一個吡啶環、一個巰基、一個氧離子和一個鈉離子，吡啶硫酮的硫基和含二硫鍵聚硅氧烷發生巰基-二硫鍵交換反應，吡啶硫酮作為不對稱r基接枝到含二硫鍵聚硅氧烷上，為涂層提供抗菌功能，并在實際應用場景中起到緩釋抗菌劑的作用。
18、進一步的，步驟一所述乙烯基三乙氧基硅烷與3,3′-二硫代二丙酸的質量比為74.1:84.11。
19、進一步的，步驟一所述pdcl2/二甲基亞砜混合溶劑中pdcl2的濃度為0.025mmol/ml，pdcl2/二甲基亞砜混合溶劑、吡啶硫酮和含二硫鍵聚硅氧烷的用量比為2ml:0.5mmol:1mmol。
20、進一步的，所述納米二氧化鈦為粒徑為50nm的金紅石型二氧化鈦納米棒；硅酸乙酯純度為99.9％；氨水為27.3％氨水。
21、進一步的，所述涂料制備步驟如下：
22、s1、將4g納米二氧化鈦通過超聲處理均勻分散到10ml去離子水和10ml無水乙醇的混合物中，將250μl抗菌改性雙硫硅氧烷加入納米二氧化鈦分散液，均質化12h，過濾，洗滌，105℃下干燥6h，得到抗菌改性tio2納米核殼材料；
23、s2、將去離子水、氨水與硅酸乙酯在無水乙醇中在磁力攪拌下混合20min，得到sio2前驅體溶液，將氟化聚氨酯丙烯酸酯滴加到sio2前驅體溶液中原位聚合，反應12h，加入抗菌改性tio2納米核殼材料，通過超聲處理均勻分散在上述混合溶液中，得到涂料。
24、需要說明的是，為了降低彈性氟化聚氨酯丙烯酸酯的包裹性能，無機相sio2由水解正硅酸四乙酯形成的前驅體提供。
25、進一步的，步驟s2中去離子水、氨水、硅酸乙酯、無水乙醇、氟化聚氨酯丙烯酸酯與抗菌改性tio2納米核殼材料的用量比為10ml:10ml:20ml:50ml:20g:1g。
26、一種鋁合金表面的耐腐蝕涂層的制備方法包括以下步驟：
27、(1)將薄板結構的鋁合金試片表面依次用400、600、800、1000、1200、2000和3000目的磨砂紙打磨，然后放在丙酮中超聲清洗5min后用乙醇沖洗干凈，置于干燥器內備用，得前處理后的鋁合金試片；
28、(2)使用噴槍在0.4-0.6mpa的壓力下將涂料噴涂到前處理后的鋁合金試片上，在180℃下煅燒20min，得到鋁合金表面耐腐蝕涂層。
29、需要說明的是，耐腐蝕涂層表面結構為致密的層狀微納米結構，實現了優異的超疏水性和低表面能改性。由于抗菌改性tio2納米核殼材料的存在，耐腐蝕涂層表面的粗糙結構相對平坦，這是由于制備采用長晶型棒狀納米二氧化鈦本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種鋁合金表面的耐腐蝕涂層，其特征在于：由涂料涂布、固化、烘干獲得，涂料包括以下重量份數的原料：
2.根據權利要求1所述的一種鋁合金表面的耐腐蝕涂層，其特征在于：所述氟化聚氨酯丙烯酸酯制備步驟如下：
3.根據權利要求1所述的一種鋁合金表面的耐腐蝕涂層，其特征在于：所述抗菌改性雙硫硅氧烷制備步驟如下：
4.根據權利要求2所述的一種鋁合金表面的耐腐蝕涂層，其特征在于：步驟一所述乙烯基三乙氧基硅烷與3,3′-二硫代二丙酸的質量比為74.1:84.11。
5.根據權利要求2所述的一種鋁合金表面的耐腐蝕涂層，其特征在于：步驟一所述PdCl2/二甲基亞砜混合溶劑中PdCl2的濃度為0.025mmol/mL，PdCl2/二甲基亞砜混合溶劑、吡啶硫酮和含二硫鍵聚硅氧烷的用量比為2mL:0.5mmol:1mmol。
6.根據權利要求1所述的一種鋁合金表面的耐腐蝕涂層，其特征在于：所述納米二氧化鈦為粒徑為50nm的金紅石型二氧化鈦納米棒；硅酸乙酯純度為99.9％；氨水為27.3％氨水。
7.根據權利要求1所述的一種鋁合金表面
8.根據權利要求7所述的一種鋁合金表面的耐腐蝕涂層，其特征在于：步驟S2中去離子水、氨水、硅酸乙酯、無水乙醇、氟化聚氨酯丙烯酸酯與抗菌改性TiO2納米核殼材料的用量比為10mL:10mL:20mL:50mL:20g:1g。
9.一種如權利要求1-8任一項所述的一種鋁合金表面的耐腐蝕涂層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種鋁合金表面的耐腐蝕涂層，其特征在于：由涂料涂布、固化、烘干獲得，涂料包括以下重量份數的原料：
2.根據權利要求1所述的一種鋁合金表面的耐腐蝕涂層，其特征在于：所述氟化聚氨酯丙烯酸酯制備步驟如下：
3.根據權利要求1所述的一種鋁合金表面的耐腐蝕涂層，其特征在于：所述抗菌改性雙硫硅氧烷制備步驟如下：
4.根據權利要求2所述的一種鋁合金表面的耐腐蝕涂層，其特征在于：步驟一所述乙烯基三乙氧基硅烷與3,3′-二硫代二丙酸的質量比為74.1:84.11。
5.根據權利要求2所述的一種鋁合金表面的耐腐蝕涂層，其特征在于：步驟一所述pdcl2/二甲基亞砜混合溶劑中pdcl2的濃度為0.025mmol/ml，pdcl2/二甲基亞砜混合溶劑、吡啶硫酮和...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周浩，
申請(專利權)人：天津誠德金屬制品有限公司，
類型：發明
國別省市：
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