[發明專利]一種鋁合金固化潤滑膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201510633005.2
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105331963A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 江愛民
• 申請（專利權）人: 安徽瑞林汽配有限公司
• 主分類號: C23C22/34
• 分類號: C23C22/34
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及鋁合金表面處理技術領域，尤其涉及一種鋁合金固化潤滑膜及其制備方法。

背景技術

硅烷由于其獨特的分子結構、無毒環保、成本低、相容性好等特點開始被人們應用于金屬防腐領域。硅烷經過水解可以與金屬基體緊密的結合，在表面形成致密的膜層，對金屬有良好的保護效果。但是當硅烷膜本身多孔，對腐蝕介質侵蝕抵抗力比較弱，在腐蝕環境中，Cl-等特別容易沿這些缺陷發生腐蝕，腐蝕產物在界面處的堆積會使界面形成應力區，造成膜層的剝離脫落，這樣硅烷膜一旦遭到破壞，無法進行自修復，很容易造成金屬基體的腐蝕。研究發現通過在硅烷膜中摻雜無機納米粒子和具有自修復功能的物質（如Ce、La等稀土金屬離子）制備有機-無機硅烷復合膜，可以有效的防止硅烷復合膜的這些缺陷。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種鋁合金固化潤滑膜及其制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種鋁合金固化潤滑膜，它是由下述重量份的原料組成的：

苯醚甲環唑0.1-0.2、雙(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物100-110、鈦酸丁酯10-12、多壁碳納米管3-5、硝酸鈰0.8-1、三羥甲基丙烷0.3-1、聚四氟乙烯0.08-0.1、鋰基潤滑脂2-3、亞硫酸氫鈉0.6-1、四甲基氫氧化銨0.8-1、硬脂酸鈣2-3。

一種所述的鋁合金固化潤滑膜的制備方法，包括以下步驟：

（1）將上述苯醚甲環唑、雙(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物、硬脂酸鈣混合，在50-60℃下保溫攪拌10-20分鐘，得改性硅烷；

（2）將上述改性硅烷與去離子水、無水乙醇按1-2:3-4:90-100的體積比混合，超聲分散10-20分鐘，加入冰醋酸，調節PH為4-5，在20-30℃下保溫46-50小時，得偶聯劑溶液；

（3）將上述四甲基氫氧化銨加入到20-30倍去離子水中，攪拌均勻，加入鋰基潤滑脂，在50-60℃下保溫攪拌7-10分鐘，加入碳酸鈉，調節PH為9-11，升高溫度為80-90℃，保溫攪拌6-10分鐘，為潤滑酯；

（4）將上述硝酸鈰加入到其體積200-300倍、4-6%的乙醇溶液中，超聲1-2分鐘，為稀土醇液；

（5）將上述鈦酸丁酯與無水乙醇、乙酸按1-2:25-30:2-3的體積比混合，攪拌均勻，滴加上述稀土醇液，滴加完畢后加入上述潤滑酯，攪拌均勻，陳化20-24小時，得二氧化鈦溶膠；

（6）將上述聚四氟乙烯、多壁碳納米管混合加入到電阻爐中，在480-500℃下加熱反應5-6小時，冷卻出爐，將產物水洗、烘干，得氟化碳納米管；

（7）將上述三羥甲基丙烷加入到80-100倍無水乙醇中，攪拌均勻，加入氟化碳納米管，超聲17-20分鐘，與上述偶聯劑溶液、二氧化鈦溶膠混合，加入剩余各原料，攪拌均勻，在75-80℃下蒸餾1-2小時，冷卻即得。

所述的一種鋁合金固化潤滑膜成型液，該鋁合金固化膜成型液的使用方法為：

（1）將鋁合金用碳化硅砂紙打磨后，再用0.5μm的金剛石研磨膏拋光，之后依次用丙酮、乙醇、水三種溶劑超聲清洗，將清洗好的樣品分別在1.8-2%NaOH溶液及4-5%的HNO3溶液中進行處理，最后用去離子水超聲清洗，氮氣干燥備用；

（2）將處理好的鋁合金用浸漬法在上述溶液中提拉成膜，成膜后送入干燥箱中，115-120℃下固化110-120min，即得固化膜。

本發明的優點是：本發明加入的碳納米管化學性質非常穩定，其C-C單鍵是自然界中最穩定的化學鍵，能夠有效的提高基材表面涂膜的耐蝕性和機械性能；

本發明加入了稀土硝酸鹽，經鈍化形成的氧化物和氫氧化物可以與有機硅烷的網狀結構形成協同作用，與碳納米管、二氧化碳形成致密的涂層，有效的抑制了陰極去極化反應和陽極溶解反應，降低了腐蝕速率，起到良好的防護作用；

本發明中二氧化鈦的加入使硅烷復合膜的致密性增加，有效的阻止了Cl-、H2O和O2等腐蝕離子的侵蝕，能夠抑制腐蝕產物的擴散，由于小孔阻塞效應，阻止腐蝕的進一步發生，這是因為一部分TiOH基團將會和金屬表面的羥基、Si-OH發生反應，在鋁合金基體表面協同吸附，這就有效的增強了膜層與基體的結合力，克服了單純硅烷膜易于在基體表面剝離的缺點；

本發明在多壁碳納米管表面生成了C-F鍵，可以改善與二氧化鈦粒子在涂膜中的分散性，有效的降低團聚，同時還可以提高涂膜表面的抗水性；