[發明專利]基于Mxene的鎂合金表面有機/無機復合防腐耐磨涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 202210382210.6
• 申請日: 2022-04-12
• 公開（公告）號: CN114702864B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 王瑩;唐愛國;袁寧一;丁建寧
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C09D129/04
• 分類號: C09D129/04;C09D105/04;C09D105/08;C09D5/08
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 李楠

1.基于Mxene的鎂合金表面的有機/無機復合涂層溶液，其特征在于：包括

如下質量組分：

親水性聚合物：3%-30%

MXene：0.1%-1.5%

硅烷偶聯劑：0.05%-1%

成膜助劑:0.01%-0.4%-

去離子水:余量

其中MXene為液相氫氟酸蝕刻法獲得的含有羥基和氟離子的粉體，親水聚合物為分子鏈側基含有羥基和/或羧基的聚合物；

成膜助劑為1,4-丁二醇、甘油、三乙醇胺、三(羥甲基)乙烷、雙季戊四醇、三季戊四醇，二甘醇、三甘醇、尿素中的任意一種或幾種。

2.根據權利要求1所述的基于Mxene的鎂合金表面的有機/無機復合涂層溶液，其特征在于：親水性聚合物為聚乙烯醇、改性聚乙烯醇、海藻酸鈉、羧基化殼聚糖，羥基纖維素、含羥基的丙烯酸酯乳液、含羥基的苯丙乳液、含羥基的硅丙乳液中的任意一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的基于Mxene的鎂合金表面的有機/無機復合涂層溶液，其特征在于：親水性聚合物為聚乙烯醇，分子量為2.5萬-20萬，在涂層溶液中的質量含量為5%-25%。

4.根據權利要求1所述的基于Mxene的鎂合金表面的有機/無機復合涂層溶液，其特征在于：MXene是按照液相氫氟酸蝕刻法制備，包括如下步驟：

將MAX相Ti₃AlC₂陶瓷粉末分散在質量分數為40%的氫氟酸中，60?°C下采用磁力攪拌24h，然后采用離心機進行分離得到固體樣品，接著用去離子水對得到的固體樣品進行清洗至清洗液的pH為6-7，再用乙醇清洗三次，最后在30-50?°C下進行真空干燥并研磨得到MXene；

和/或，涂層溶液中MXene的質量含量為0.2%-1.0%。

5.根據權利要求1所述的基于Mxene的鎂合金表面的有機/無機復合涂層溶液，其特征在于：硅烷偶聯劑為分子中含有氨基的硅烷偶聯劑，或分子中含有環氧基的硅氧烷，或分子中含有硫的硅氧烷。

6.根據權利要求1所述的基于Mxene的鎂合金表面的有機/無機復合涂層溶液，其特征在于：硅烷偶聯劑為γ-胺丙基三乙氧基硅烷、γ-胺丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-環氧丙基三乙氧基硅烷、γ-環氧丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基三乙氧基硅烷、γ-巰丙基三甲氧基硅烷、雙-[g-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物、雙-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物中的任意一種或幾種；

和/或，涂層溶液中偶聯劑的質量用量為0.1%-0.8%。

7.根據權利要求1所述的基于Mxene的鎂合金表面的有機/無機復合涂層溶液，其特征在于：涂層溶液中成膜助劑的質量用量為0.03%-0.3%。

8.如權利要求1至7中任一項所述的基于Mxene的鎂合金表面有機/無機復合涂層溶液的制備方法，包括如下步驟：

（1）將親水性聚合物溶解；

（2）加入MXene粉體和硅烷偶聯劑，然后在超聲或者攪拌的條件下使MXene充分分散到親水性聚合物水溶液中；

（3）最后加入成膜助劑；

（4）溶液在高速分散機的作用下，得到均勻穩定的分散液，即為所述的基于Mxene的鎂合金表面有機/無機復合防腐耐磨涂層溶液。

9.如權利要求1至7中任一項所述的基于Mxene的鎂合金表面有機/無機復合涂層溶液的應用方法，包括以下步驟：

（1）將鎂合金進行打磨、拋光、脫脂，然后用堿液對鎂合金表面進行羥基化處理，清洗、烘干后備用；

（2）將有機/無機復合涂層溶液采用旋涂法涂覆在步驟（1）中預處理好的鎂合金表面，熱烘固化，進而在鎂合金表面形成有機/無機復合涂層。