一種鋁合金防腐提拉溶膠及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋁合金技術領域，尤其涉及一種鋁合金防腐提拉溶膠及其制備方法。
【背景技術】
[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研究、日常生活及工業生產方面應用廣泛，可用于金屬表面防腐、流體減阻、防水、防污和自清潔等領域，有機一無機納米復合材料作為新興崛起的領域，以其優越的性能在超疏水有機一無機復合材料體系中占據重要位置，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/納米二級結構，賦予復合材料超疏水性質；
金屬在環境介質(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生的破壞就是金屬的腐蝕，是悄悄自發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境和酸、堿、鹽、燃氣等工業介質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濟的各個領域，包括化工、能源、機械、航空航天、信息、農業、海洋開發和基礎設施等。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己成為目前材料科學與工程領域不可忽略的課題；
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已經成為一個新的熱點。雖然聚苯胺的防腐蝕機理還未被完全了解，但是聚苯胺所表現出的優異的防腐性能是毋庸置疑的，因此，人們仍對其繼續進行深入研究。目前，針對聚苯胺的研究主要分為兩方面:一是在現有的研究基礎上，繼續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。
【發明內容】
[0003]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種鋁合金防腐提拉溶膠及其制備方法。
[0004]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種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、硅烷偶聯劑KH5601_2、2，3-二甲基苯胺90-100、過硫酸銨0.6-1 ；
一種所述的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，在120-125Γ下烘干，研磨，得硬脂酸改性二氧化鈦；
(3)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/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；
(4)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，抽濾，90-100°C下真空干燥30-40分鐘，得聚合物改性二氧化鈦；
(5)將上述聚合物改性二氧化鈦加入到氟化硅油中，加入硅烷偶聯劑KH560，調節PH為5-6，在50-60°C下保溫攪拌3-4小時，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2030min后，于125-130Γ條件下烘焙25-30min，即可。
[0006]本發明的優點是:本發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，容易發生脫落現象，含氫硅油具有良好的化學穩定性及高疏水性能，可與無機粒子相互作用形成豐富的微觀結構，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，可使含氫硅油發生脫氫耦合反應，在交聯作用下具備更優良的力學性能，使復合涂層更加穩定，此外，引入的疏水性甲基也可增加涂層的疏水效果；本發明的凝膠形成的涂膜具有很好的防腐蝕性:
本發明的微/納米結構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形成的網狀結構與鋁片表面緊密結合，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構并具有低表面能，這對涂層的防腐蝕起到關鍵作用；
本發明在凝膠中引入了聚苯胺，使氧的還原反應從常規的金屬/腐蝕介質界面迀移到聚合物/腐蝕介質界面，減少了在金屬/腐蝕介質表面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。
【具體實施方式】
[0007]—種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、硬脂酸0.8、十二烷基苯磺酸鈉0.2、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷10、含氫硅油20、25%的氨水0.7、硅烷偶聯劑KH5601、2，3 二甲基苯胺90、過硫酸銨0.6 ；
一種所述的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 25:1 ;
(2)將上述納米二氧化鈦加入到其重量10倍、60%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小時，在120°C下烘干，研磨，得硬脂酸改性二氧化鈦；
(3)取上述十二烷基苯磺酸鈉重量的40%，加入到180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轉/分攪拌2小時，滴加上述體系重量1%的Karstedt催化劑，攪拌反應1小時，得氟化娃油；
(4)取剩余的十二烷基苯磺酸鈉，加入到其重量70倍去離子水中，攪拌均勻，滴加上述25%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°C，加入上述硬脂酸改性二氧化鈦，保溫攪拌10分鐘，降低溫度為30°C，加入過硫酸銨，保溫攪拌10小時，抽濾，90°C下真空干燥30分鐘，得聚合物改性二氧化鈦；
(5)將上述聚合物改性二氧化鈦加入到氟化硅油中，加入硅烷偶聯劑KH560，調節PH為5，在50°C下保溫攪拌3小時，得復合改性溶膠。
[0008]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勾薄膜，然后置于室溫下干燥2030min后，于125°C條件下烘焙25min，即可。
[0009]性能測試:
吸水率:按照上述方法將本發明的表面處理劑涂覆于尺寸為5cmX6cm的鋁合金表面，在25 °C的去離子水中浸泡48 h，測得吸水率為10.1% ;
附著力:1級；
耐腐蝕性:中性鹽霧試驗72小時，被腐蝕面積2.0% ；
硬度:3H。
【主權項】
1.一種鋁合金防腐提拉溶膠，其特征在于，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、硅烷偶聯劑KH5601_2、2，3-二甲基苯胺90-100、過硫酸銨0.6-1 ο2.一種如權利要求1所述的鋁合金防腐提拉溶膠的制備方法，其特征在于，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)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/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； (4)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，抽濾，90-100°C下真空干燥30-40分鐘，得聚合物改性二氧化鈦； (5)將上述聚合物改性二氧化鈦加入到氟化硅油中，加入硅烷偶聯劑KH560，調節PH為5-6，在50-60°C下保溫攪拌3-4小時，得復合改性溶膠。3.根據權利要求1所述的一種鋁合金防腐提拉溶膠，其特征在于，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。
【專利摘要】本發明公開了一種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、硅烷偶聯劑KH5601-2、2，3-二甲基苯胺90-100、過硫酸銨0.6-1；本發明在凝膠中引入了聚苯胺，使氧的還原反應從常規的金屬/腐蝕介質界面遷移到聚合物/腐蝕介質界面，減少了在金屬/腐蝕介質表面OH-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。
【IPC分類】C09D7/12, C09D5/08, C08G73/02, C09D183/08, C09D179/08, C08G77/385
【公開號】CN105349026
【申請號】CN201510711101
【發明人】江海濤
【申請人】天長市潤達金屬防銹助劑有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月28日