[發明專利]鎂鋰合金表面復合防護方法及專用環氧/納米SiO2涂料

有效

• 申請號: 201010297738.0
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN101954348A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: 張春紅;張密林;黃曉梅;高麗麗
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B05D7/14
• 分類號: B05D7/14;B05D3/00;C23C22/07;C09D163/00;C09D7/12
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技術領域

本發明涉及的是一種合金的表面防護處理技術，具體地說是一種鎂鋰合金表面復合防護處理方法。本發明也涉及一種用于鎂鋰合金表面復合防護的環氧/納米SiO₂涂料。

背景技術

鎂鋰合金是一種新型超輕金屬結構材料，它的主要特性為：密度小、單位彈性模量高、抗壓屈服極限高、沖擊韌性好、抗彎強度大、抗高能粒子的穿透能力大、阻尼大、能吸收沖擊能量、減振降噪效果好、塑性好、容易變形加工、容易焊接成形等。但鎂鋰合金化學性質活潑，易與周圍環境發生化學或電化學反應，導致其耐蝕性能很差，應用受到限制。

表面防護處理是改善材料耐腐蝕性的有效手段之一。但對于鎂鋰合金，由于鋰過于活潑，在傳統的高溫或液相處理過程中，易造成表面處理和表面腐蝕同時進行，處理效果不好。目前對鎂鋰合金表面防護處理的報導甚少，且多局限于單一防護處理，防護效果有限。申請號為200810064145.2的中國專利文件中提供了一種鎂鋰合金微弧氧化處理方法，利用直流/直流脈沖/交流脈沖復用電源，在復合電解液體系中對不同鋰含量的鎂鋰合金進行微弧氧化處理，在鎂鋰合金表面生成陶瓷氧化膜，提高鎂鋰合金的耐蝕性能。申請號為200710072296.8的中國專利文件中提供了一種制備鎂鋰合金鈦防腐涂層的方法，即利用鈦多價態特性，使其在熔鹽內發生歧化反應，產生的單質鈦沉積于鎂鋰合金表面，從而改善鎂鋰合金的耐腐蝕性能。公開號為CN?101381578A的中國專利文件中提供了一種添加聚苯胺的鎂鋰合金防腐蝕涂料的制備方法。上述這三種鎂鋰合金表面處理技術，雖然有各自的優勢、防腐蝕性能有不同程度的改善，但還存在一些不足之處。申請號為200810064145.2的專利文件中所提供的方法需要微弧氧化處理設備，設備投資大，技術要求高；申請號為200710072296.8的專利文件中所提供的方法需要加熱到150-350℃及氬氣保護的處理爐，處理工藝復雜，不易操作。而且三種處理技術均為單一防護處理方法，防腐蝕性能的改善幅度有限。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能在鎂鋰合金表面形成牢固、致密的保護層，對鎂鋰合金起到雙重保護的作用，進一步提高鎂鋰合金的耐蝕性的鎂鋰合金表面復合防護處理方法。本發明的目的還在于提供一種用于鎂鋰合金表面復合防護的環氧/納米SiO₂涂料。

本發明的目的是這樣實現的：

(1)對鎂鋰合金表面進行前處理；

(2)對鎂鋰合金表面植酸轉化處理，在鎂鋰合金表面形成植酸轉化膜；

(3)在鎂鋰合金植酸轉化膜上進行環氧/納米SiO₂涂料涂覆復合處理；

所述的環氧/納米SiO₂涂料是采用如下步驟合成的：1)烘干除水后的環氧樹脂，在40～70℃時攪拌下加入改性劑，環氧樹脂和改性劑質量比為100∶2～10，反應2～10小時，制得改性環氧樹脂；2)正硅酸乙酯、水、乙醇按照摩爾比為1∶(2～6)∶(5～50)混合均勻，調pH值為4～10.5，20～60℃攪拌反應2～96小時，制得納米SiO₂前驅體；3)將改性環氧樹脂用四氫呋喃和N-甲基-2-吡咯烷酮稀釋，按照改性環氧樹脂與納米SiO₂質量比為100∶(1～8)的比例，將改性環氧樹脂加入到納米SiO₂前驅體中，30～50℃時反應3～24小時，得到環氧/納米SiO₂涂料。

本發明還可以包括：

1、所述鎂鋰合金表面前處理步驟為：1)砂紙打磨，蒸餾水、丙酮清洗；2)在堿性洗液中60～80℃處理2～10分鐘；3)在酸性洗液中室溫處理20～60秒。

2、所述植酸轉化處理方法為：1)5～50g/L的植酸水溶液用NaOH調至pH值為4～7，配制植酸轉化溶液；2)將前處理后的鎂鋰合金置于20～50℃的植酸轉化溶液中處理1～30分鐘，使鎂鋰合金試樣表面形成植酸轉化膜。

3、所述鎂鋰合金植酸轉化膜上進行環氧/納米SiO₂涂料涂覆復合處理的方法為：在環氧/納米SiO₂涂料中，按照環氧樹脂與固化劑質量比為100∶(5～20)的比例加入脂肪胺類固化劑，在已經形成植酸轉化膜的鎂鋰合金試樣上進行涂覆處理，固化處理條件為室溫1～3小時、60～70℃12～48小時。

4、所述環氧/納米SiO₂涂料合成過程中采用的改性劑為(γ-異氰酸酯基)丙基三乙氧硅烷。