本發(fā)明屬于金屬防腐劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米溶膠雜化聚硅氧烷鎂合金表面防腐劑的制備方法。

背景技術(shù)：

鎂合金具有良好的減震性、電磁屏蔽性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性能，被廣泛應(yīng)用于汽車制造、通訊電子、航空航天、軍工工業(yè)和計(jì)算機(jī)制造等領(lǐng)域，但是，由于鎂合金反應(yīng)活性高和耐蝕性差，因此在很大程度上限制了鎂合金材料在工業(yè)上的應(yīng)用。傳統(tǒng)的鎂合金表面的磷化和鉻酸鹽鈍化處理是目前最為廣泛采用的處理方式，且防腐效果優(yōu)異；然而，磷化處理存在磷、鎳及沉渣難處理等問題，不符合環(huán)保要求；鉻酸鹽鈍化處理會產(chǎn)生高致癌且有毒的Cr⁶⁺，不但污染環(huán)境，還會對人體造成極大的危害。為此，開發(fā)對環(huán)境友好的表面預(yù)處理技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)，例如，中國專利CN104419297A公開了“一種用于鎂合金保護(hù)的防腐蝕涂料及其制備方法”，該方法以環(huán)氧樹脂為基體樹脂，二甲苯和正丁醇為溶劑，并摻入鎂粉、三聚磷酸鋁和氧化鈰等原料，經(jīng)過超聲分散制得鎂合金防腐蝕涂料，該涂料對鎂合金的保護(hù)作用明顯高于一般的富鎂涂層。但是，二甲苯的加入增加了對環(huán)境的危害。

中國專利CN102260424A公開了“一種鎂合金表面防腐處理液及其工藝”，該防腐處理液用于各種鎂合金在機(jī)加工間隙短時(shí)的表面保護(hù)，所述處理液配比為硅烷 2%-15%，去離子水或乙醇85%-98%，其余添加劑總量 <1%的鎂合金表面防腐處理液，經(jīng)處理液處理后的鎂合金在高熱高濕環(huán)境下測試 15 天，合金表面無腐蝕痕跡，且該處理液與合金基體結(jié)合力優(yōu)異。但是，使用該處理液處理鎂合金樣件時(shí)，需要對樣件表面進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理過程中產(chǎn)生的廢液和殘?jiān)o環(huán)境帶來了危害。

國際專利WO2013169130A1公開了“一種鎂合金表面雜化防腐涂料”，該雜化涂料以硅烷和環(huán)氧樹脂為基體原料，以乙醇和丙酮為溶劑，通過溶膠-凝膠技術(shù)制得鎂合金表面雜化防腐涂料，將該涂料涂覆于鎂合金表面，并經(jīng)固化成膜，可對鎂合金基材實(shí)現(xiàn)良好的防腐保護(hù)。但是該雜化涂料使用前需要對基材進(jìn)行打磨和酸刻蝕，這些處理過程中產(chǎn)生的殘?jiān)蛷U液，不可避免的對環(huán)境造成污染。此外，易揮發(fā)的丙酮對人體健康也存在著一定的危害。

國際專利WO2015001461A1公開了“一種雙組份的溶膠凝膠雜化防腐涂層”，該專利以正硅酸乙酯和四丙醇鋯為無機(jī)前驅(qū)體，KH570為硅烷偶聯(lián)劑，甲基丙烯酸為有機(jī)單體，采用溶膠-凝膠方法并經(jīng)加熱固化在鎂合金表面制得有機(jī)-無機(jī)雜化防腐涂層，研究發(fā)現(xiàn)該涂層具有一定的耐腐蝕性能。但是該防腐涂層以有毒的前驅(qū)體作為無機(jī)原料，給人體造成了一定的傷害。

美國專利US20120021232A1公開了“一種鎂鋁合金表面防腐涂層”，其在膠液中添加適量N-三甲氧基硅基丙基咪唑作為腐蝕抑制劑，通過溶膠凝膠法在鎂合金表面制得防腐涂層，鹽霧測試168 h，樣品表面基本無變化。但是，該涂層在制備過程使用了多種有機(jī)溶劑，這些易揮發(fā)的有機(jī)溶劑會對環(huán)境和人體造成一定的危害。此外，該涂層的防腐性能還有待提高。

以上鎂合金表面處理需要對鎂合金基材進(jìn)行打磨或用酸堿預(yù)處理，處理期間產(chǎn)生的廢液和殘?jiān)鼤Νh(huán)境造成污染，而且在涂層或涂料中使用大量有機(jī)溶劑和低毒的無機(jī)前驅(qū)體也會給人體造成傷害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種納米溶膠雜化聚硅氧烷鎂合金表面防腐劑的制備方法，該防腐劑處理時(shí)無需對基板進(jìn)行打磨，堿洗或酸刻蝕，避免了預(yù)處理過程中廢液和殘?jiān)o環(huán)境帶來的污染，減小對人體傷害。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案如下：

一種納米溶膠雜化聚硅氧烷鎂合金表面防腐劑的制備方法，其特征在于，由以下按重量配比的原材料制備而成：

水性納米溶膠 30-50%；

溶劑 5-10%；

酸堿 2-3%；

硅烷偶聯(lián)劑 40-60%；

流平劑 0.5-1%；

且上述七種組分的重量百分比含量的之和為100%，

其制備步驟如下：

(1). 按上述配比稱取水性納米溶膠、溶劑、酸堿，依次加入到250ml燒杯中，以轉(zhuǎn)速為800～1200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌，再逐滴加入冰醋酸，并用pH計(jì)檢測溶液酸堿度，直到pH值達(dá)到3～4，攪拌10～20min，得到混合液A；

(2). 在高速攪拌下，將硅烷偶聯(lián)劑滴加到上述步驟(1) 裝有混合液A的燒杯中，以速度為1500～1800轉(zhuǎn)/分鐘攪拌，攪拌分散3～4小時(shí)，得到混合液B；

(3). 將流平劑加入上述步驟(2)裝有混合液B的燒杯中，以轉(zhuǎn)速為500～600轉(zhuǎn)/分鐘攪拌，攪拌3～5min，攪拌至分散均勻，用200～400目的尼龍濾網(wǎng)過濾，制得鎂合金表面防腐劑。

上述的水性納米溶膠為水性納米二氧化鋯、二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦溶膠中的一種，所述的納米溶膠平均粒徑在40～60nm，pH值為5～6。

上述的溶劑為乙醇、異丙醇、甲醇、正丁醇中的一種。

上述酸堿調(diào)節(jié)劑為冰醋酸、稀鹽酸、稀硝酸、稀硫酸中的一種。

上述的硅烷偶聯(lián)劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560）、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570）、甲基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基三甲氧基硅烷（KH590）、γ―氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）中的一種或幾種。

上述的水性流平劑為BYK-333、BYK-346、BYK-348、EFKA-3580、Silok-8255、DC-57中的一種。

所述的納米溶膠雜化聚硅氧烷鎂合金表面防腐劑的應(yīng)用方法，其特征在于，其包括以下步驟: 首先， 將上述防腐劑采用噴涂、旋涂、浸涂、輥涂、刷涂中的一種方式對鎂合金基材表面涂覆，在鎂合金基材表面形成一層光滑均勻的涂膜；然后，濕膜進(jìn)行加熱固化，在固化溫度為120～160℃下對濕膜進(jìn)行加熱固化，固化時(shí)間為0.5～3小時(shí)，在基材表面形成厚度為20～40μm涂膜。

本發(fā)明方法制備的鎂合金表面防腐劑，其制備工藝簡單、成本低，且涂覆前無需對基板進(jìn)行打磨，堿洗或酸刻蝕，避免預(yù)處理過程中廢液和殘?jiān)o環(huán)境帶來的污染，具有較好的耐腐蝕性和貯存穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的制備流程示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。

實(shí)施例1：

參見圖1，本實(shí)施例的一種納米溶膠雜化聚硅氧烷鎂合金表面防腐劑的制備方法，由以下按重量配比的原材料制備而成：水性納米溶膠 30%；溶劑 7%；酸堿 2%；硅烷偶聯(lián)劑 60%；流平劑 1% ，其制備步驟如下：

(1). 按上述配比稱取質(zhì)量比為30%的水性納米氧化鋁溶膠、7%的異丙醇有機(jī)溶劑，依次加入到250ml燒杯中以轉(zhuǎn)速為1200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌，再逐滴加入冰醋酸，并用pH計(jì)檢測溶液酸堿度，直到pH值達(dá)到4，攪拌20min，得到混合液A；

(2). 然后，在高速攪拌下，將質(zhì)量比為60%的硅烷偶聯(lián)劑γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570）滴加入上述步驟(1) 裝有混合液的燒杯中，以轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/分鐘攪拌，分散4小時(shí)，得到混合液B；

(3). 將質(zhì)量比為1%的流平劑BYK-333加入到上述步驟(2)裝有混合液B的燒杯中，以轉(zhuǎn)速度為600轉(zhuǎn)/分鐘攪拌，攪拌分散5分鐘，用200目尼龍濾網(wǎng)過濾，制得鎂合金表面防腐劑，裝入密封瓶中存放待用。

所述的納米溶膠雜化聚硅氧烷鎂合金表面防腐劑的應(yīng)用方法，其下步驟: 首先，將清洗好的鎂合金基材固定放置；然后，采用噴涂的方式將上述防腐劑涂覆于鎂合金基材表面，在鎂合金基材表面形成一層光滑均勻的涂膜，在溫度為160℃下對濕膜進(jìn)行加熱固化，固化時(shí)間為0.5小時(shí)，形成厚度為30μm的涂膜。

為了驗(yàn)證本發(fā)明制備的一種納米溶膠雜化聚硅氧烷鎂合金表面防腐劑應(yīng)用在鎂合金板的附著力（GB/T9286）、硬度（GB/T6739）、耐鹽霧時(shí)間（GB/T1771）效果，分別對鎂合金表面防腐劑涂膜的性能進(jìn)行測試，測試底材是鎂合金板，將上述鎂合金表面防腐劑涂膜噴涂于鎂合金板，涂膜厚度為30μm，加熱至160℃固化，固化30min，得到涂膜樣品，室溫放置2天后進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果如表1所示。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1相同，其區(qū)別之處在于，步驟(2)中所述的硅烷偶聯(lián)劑是質(zhì)量比為60%的硅烷偶聯(lián)劑γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560），性能測試結(jié)果如表1所示。

實(shí)施例3

本實(shí)施例與實(shí)施例1相同，其區(qū)別之處在于，步驟(2)中所述的硅烷偶聯(lián)劑是質(zhì)量比為20%的γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560）和質(zhì)量比為40%的甲基三甲氧基硅烷，性能測試結(jié)果如表1所示。

實(shí)施例4

本實(shí)施例與實(shí)施例1相同，其區(qū)別之處在于，步驟(1)中所述的水性納米溶膠是質(zhì)量比為30%的水性納米二氧化硅溶膠，性能測試結(jié)果如表1所示。

實(shí)施例5

本實(shí)施例與實(shí)施例1相同，其區(qū)別之處在于，步驟(1)中所述的水性納米溶膠是質(zhì)量比為30%的水性納米二氧化硅溶膠和步驟(2)中所述的硅烷偶聯(lián)劑是質(zhì)量比為20%的γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560）和質(zhì)量比為40%的甲基三甲氧基硅烷，性能測試結(jié)果如表1所示。

由表1可見，各實(shí)施例中制備的防腐劑涂膜的附著力和硬度優(yōu)良，對比各實(shí)施例，實(shí)施例3制備的防腐劑涂膜附著力優(yōu)異，耐磨，能夠?yàn)殒V合金基材提供短期內(nèi)有效的腐蝕保護(hù)。