專利名稱：鎂合金基體表面防腐用有機硅溶膠-凝膠涂層的制備方法
技術領域：
本發明涉及金屬表面處理技術領域，具體涉及一種鎂合金基體表面防腐用有機硅溶膠-凝膠涂層的制備方法。
背景技術：
鎂合金具以低密度而著稱，被認為是汽車工業等領域中鋁合金及有色金屬的優秀的替代品。然而，鎂合金的化學性質活潑，不像鋁合金能夠在表面形成致密的鈍化層，因此其耐腐蝕性非常差，極大地限制了其實際應用。為了提高鎂合金的服役壽命，常常采用在鎂合金基體表面制備涂層，以及對鎂合金基體進行微弧氧化等方法進行保護。近年來，有機硅溶膠-凝膠涂層因具有優異的耐熱、力學性能、抗腐蝕性能以及與金屬基體具有優良的結合力而備受關注。有機硅溶膠-凝膠涂層一般采用烷氧基硅烷為前軀體，在水解催化劑存在條件下，通過前驅體的水解-縮合反應而制得，在該過程中水解反應與縮合反應同時發生，其反應方程如下:
權利要求
1.鎂合金基體表面防腐用有機硅溶膠-凝膠涂層的制備方法，采用烷氧基硅烷為前軀體，將前驅體、有機溶劑與水解催化劑均勻混合后得到烷氧基硅烷水解防腐液；將該防腐液涂抹、噴霧或旋涂在鎂合金基體表面后進行加熱處理，待干燥后得到有機硅溶膠-凝膠涂層，或者將鎂合金基體浸潰在該防腐液中一定時間，取出后進行加熱處理，待干燥后得到有機硅溶膠-凝膠涂層；其特征是所述的催化劑是金屬鈰的鹽類化合物和/或金屬鑭的鹽類化合物，所述的金屬鈰的鹽類化合物中鈰離子呈三價陽離子和/或四價陽離子。
2.根據權利要求I所述的鎂合金基體表面防腐用有機硅溶膠-凝膠涂層的制備方法，其特征是所述的金屬鈰的鹽類化合物包括CeCl3、Ce (NO3) 3、Ce2 (SO4) 3、Ce (SO4) 2中的一種或多種。
3.根據權利要求I所述的鎂合金基體表面防腐用有機硅溶膠-凝膠涂層的制備方法，其特征是所述的金屬鑭的鹽類化合物包括LaCl3、La (NO3) 3、La2 (SO4)中的一種或多種。
4.根據權利要求I所述的鎂合金基體表面防腐用有機硅溶膠-凝膠涂層的制備方法，其特征是所述的烷氧基硅烷是指分子中至少有一個Si-OR單元的有機硅化合物及其混合物，其中 R 為 CH3-、CH3CH2-, CH3CH2CH2-, CH3CH2CH2CH2-, -CH (CH3)2 中的一種。
5.根據權利要求I所述的鎂合金基體表面防腐用有機硅溶膠-凝膠涂層的制備方法，其特征是所述的燒氧基娃燒包括四甲氧基娃燒、甲基二甲基氧娃燒、乙稀基二甲氧基、丙基二甲氧基娃燒、苯基二甲氧基娃燒、十二燒基二甲氧基娃燒、疏基丙基二甲氧基娃燒、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、環氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、烷氧基硅烷為四乙氧基硅烷、甲基三乙基氧硅烷、乙烯基三乙氧基、丙基三乙氧基娃燒、苯基二乙氧基娃燒、十二燒基二乙氧基娃燒、疏基丙基二乙氧基娃燒、甲基丙稀酸氧基丙基二乙氧基娃燒、環氧丙氧基丙基二乙氧基娃燒、二甲基二乙氧基娃燒中的至少一種。
6.根據權利要求I所述的鎂合金基體表面防腐用有機硅溶膠-凝膠涂層的制備方法，其特征是所述的有機溶劑包括甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、二甘醇二甲醚、1，3-二氧雜環戊烷、二氧六環、四氫呋喃、丙酮、乙腈、N，N-2甲基甲酰胺、二甲亞砜中的一種或多種的混合物。
7.根據權利要求I至6中任一權利要求所述的鎂合金基體表面防腐用有機硅溶膠-凝膠涂層的制備方法，其特征是所述的催化劑質量占烷氧基硅烷質量的10_6 O. 1，優選為1(Γ5 1(Γ2。
8.根據權利要求I至6中任一權利要求所述的鎂合金基體表面防腐用有機硅溶膠-凝膠涂層的制備方法，其特征是將前驅體、有機溶劑與水解催化劑在溫度為20°C 150°C條件下均勻混合后得到烷氧基硅烷水解防腐液，優選溫度為25°C 100°C。
9.根據權利要求I至6中任一權利要求所述的鎂合金基體表面防腐用有機硅溶膠-凝膠涂層的制備方法，其特征是所述的加熱溫度為35°C 200°C，優選為50 150°C。
10.根據權利要求I至6中任一權利要求所述的鎂合金基體表面防腐用有機硅溶膠-凝膠涂層的制備方法，其特征是所述的加熱時間為10分鐘 180分鐘，優選30分鐘 90分鐘。
全文摘要
本發明提供了一種鎂合金基體表面防腐用有機硅溶膠-凝膠涂層的制備方法。該方法采用烷氧基硅烷為前軀體，以金屬鈰的鹽類化合物和/或金屬鑭的鹽類化合物作為催化劑，通過水解-縮合反應得到有機硅溶膠-凝膠涂層。實驗證實，與常用的酸性催化劑相比，本發明提供的催化劑不但對烷氧基硅烷具有高的催化水解能力，并且本身具有減緩金屬腐蝕的作用，因此用該催化劑制得的有機硅溶膠-凝膠涂層比傳統的酸催化制得的有機硅溶膠-凝膠涂層能為鎂合金提供更好的防腐蝕效果。
文檔編號C09D5/08GK103254762SQ20131004168
公開日2013年8月21日 申請日期2013年1月30日 優先權日2013年1月30日
發明者彭叔森, 烏學東, 曾志翔, 彭立明, 曹慧軍, 吳斌 申請人:中國科學院寧波材料技術與工程研究所, 上海交通大學