本發明專利技術提供一種鋁合金表面防腐方法，涉及金屬表面鍍層處理領域。該方法包括如下步驟：清洗和干燥；制備納米TiO2溶膠；制備包裹了無機膜的鋁合金；制備有機膜溶液，將硅烷偶聯劑、無水乙醇和水混合，加入甲酸作為催化劑，調節pH為9～10，攪拌均勻后密封，經超聲振蕩后置30-40℃水浴中反應至凝膠狀，即得有機凝膠；將有機凝膠、四氫呋喃和固化劑混合均勻，制得有機膜溶液；在包裹了無機膜的鋁合金表面涂上有機膜溶液，得到表面包裹有機膜和無機膜的鋁合金。本發明專利技術通過溶膠凝膠工藝在鋁合金表面形成致密的納米TiO2無機膜，再在鋁合金表面包裹層有機膜，實現鋁合金表面優異的防腐性能。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及金屬表面鍍層處理領域，具體涉及。
技術介紹
金屬基材發生腐蝕的主要原因之一是由于表面與電解質溶液或潮濕的大氣接觸，產生各種腐蝕，而鋁合金在空氣中表面會形成氧化鋁的保護膜，在一般大氣環境下，該保護膜能夠有效地保護鋁合金基材。但在含有電解質的濕氣中，例如海洋表面大氣環境，鋁合金表面會出現點蝕，嚴重破壞產品外觀，同時導致產品使用壽命縮短。為了提高鋁合金產品的耐腐蝕性能(或耐鹽霧性能)，通常要對鋁合金基材進行表面處理，如陽極氧化、烤漆等，但這些工藝都存在較大的環境污染，所以急需新的鋁合金表面處理方法以取代陽極氧化、烤漆等技術。近年來，國內外對金屬表面處理工藝研究很多，其中防腐技術中真空鍍膜技術(PVD)是一種較環保的鍍膜技術，PVD膜層具有高硬度、高耐磨性、良好的化學穩定性等優點，因此在金屬表面防護領域的應用越來越廣，而鋁合金由于其標準電極電位與許多PVD功能性膜層的差異較大，極易造成電偶腐蝕，使得鋁合金產品失效。目前在鋁合金表面涂覆形成有機涂層研究較多，CN1341775A公開了由十二烷基硫酸鈉、氫氧化鈉、檸檬酸等九種原料組成的表面處理液，通過浸泡在鋁合金表面形成鍍層；CN101139500A公開了由硅烷耦合劑、有機金屬化合物、硅酸鹽、磷酸等成分的處理液，通過使用線棒均衡地刮涂在鋁合金表面，加熱烘干形成鍍層，以改善鋁合金的外觀和物理化學性能。但這兩種工藝方法形成的鍍層厚度較薄，且與鋁合金表面附著力較低，機械強度不好，大多不耐高溫，在腐蝕介質中鍍層易脫落，防腐效果較差。
技術實現思路
為了克服現有技術中，鋁合金表面保護膜機械強度不好、不耐高溫，抗腐蝕性差的問題，本專利技術提供一種鋁合金表面防腐的方法。本專利技術的目的采用如下技術方案實現。，其特征于包括如下步驟(I)清洗和干燥將待處理的鋁合金放入有機溶液中超聲清洗，然后用去離子水進行漂洗，取出所述鋁合金烘干；(2)制備納米TiO2溶膠以酞酸丁酯為原料制備納米TiO2溶膠；(3)制備包裹了無機膜的鋁合金將清洗和干燥后的鋁合金浸泡在納米TiO2溶膠，，取出鋁合金置空氣中晾干，烘箱中烘干即得包裹了無機膜的鋁合金。(4)制備有機膜溶液將硅烷偶聯劑、無水乙醇和水按照體積比為I : 8 12 3 5混合，加入甲酸作為催化劑，調節pH為9 10，攪拌均勻后密封，經超聲振蕩后置30-40°C水浴中反應至凝膠狀，即得有機凝膠；甲酸的加入量為硅烷偶聯劑體積的5-15%。將有機凝膠、四氫呋喃和固化劑按照質量比為100: (300 400) : (2 4)混合均勻，制得有機膜溶液；(5)在包裹了無機膜的鋁合金表面涂上有機膜溶液，得到表面包裹有機膜和無機膜的招合金。步驟(I)中所述有機溶液為乙醇、異丙醇、甲醇或丙酮，超聲清洗30 60分鐘，烘干溫度為70°C 100°C。步驟(2)以酞酸丁酯為原料制備納米TiO2溶膠的具體方法為按照體積比1:4 8將鈦酸丁酯溶于無水乙醇，加入乙酰丙酮，攪拌15 30 min,得到溶液A ;所述乙酰丙酮與鈦酸丁酯的摩爾比為O. 3 O. 5: I ；將硝酸和去離子水加入無水乙醇中，攪拌15 30 min，得到溶液B ;將溶液B滴加到溶液A中，18 25度攪拌2 4h，得到納米TiO2溶膠；所述溶液B中的硝酸與溶液A中鈦酸丁酯的摩爾比為O. 2 O. 4: I。步驟(3)中所述浸泡時間10 30 min，空氣中晾干時間為O. 5-1. 5h，烘箱溫度為80°C 100°C，烘干時間為2 4h。步驟(4)所述硅烷偶聯劑為乙烯基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷或Y-環氧丙基醚基三甲氧基硅烷；攪拌轉速為300-400 r/min，攪拌時間為2 4h ;超聲振蕩時間為Ih 3h ;所述固化劑為過氧化苯甲酰。有益效果本專利技術提供一種鋁合金表面防腐的方法，通過溶膠凝膠工藝在鋁合金表面形成致密的納米TiO2無機膜，利用納米TiO2優異的光催化效果，降低鋁合金周圍環境中電解質濕氣的腐蝕作用，再在鋁合金表面包裹層有機膜，實現鋁合金表面優異的防腐性能。以這種方法制備的有機-無機膜，可與金屬表面以化學鍵相結合，極大地增強了膜的附著能力和抗腐蝕能力。材料的制備工藝環保，是理想的可有效替代鉻酸鹽氧化膜的環境友好材料。具體實施例方式下面通過實施例來進一步描述本專利技術的技術方案。實施例I :(1)清洗和干燥將待處理的鋁合金放入丙酮中超聲清洗30分鐘，然后用去離子水進行漂洗去除無機和有機污染物，取出鋁合金放入70°C烘箱中快速烘干表面水，使得金屬徹底除銹，表面達到干凈光滑；(2)制備納米TiO2溶膠以鈦酸丁酯為原料制備納米TiO2溶膠。將鈦酸丁酯溶于無水乙醇，鈦酸丁酯與無水乙醇的體積比為1:4。加入所述鈦酸丁酯摩爾數O. 3倍的乙酰丙酮作為抑制劑，20度攪拌15 min，得到溶液A，待用；取IOOml無水乙醇,加入IOml的硝酸與20ml的去離子水，室溫攪拌15min,得到溶液B0將溶液B滴加到溶液A中，20度攪拌2h，得到納米TiO2溶膠。所述溶液B中硝酸與溶液A中鈦酸丁酯的摩爾比為O. 2 :1。(3)制備包裹了無機膜的鋁合金將清洗和干燥后的鋁合金浸泡在納米TiO2溶膠，浸泡lOmin，取出在空氣中晾干lh，在80°C的烘箱中繼續烘干2h，得到包裹了無機膜的招合金。(4)有機膜溶液的制備將乙烯基三甲氧基硅烷放在燒杯中，加入無水乙醇和水，再加入硅烷體積15%的甲酸作催化劑，調節pH值到9，用電動攪拌機在400rpm條件下攪拌2h使各相均勻混溶后，將溶液密封好，在超聲波清洗機進行超聲振蕩lh，最后放置在35°C水浴中反應至凝膠狀，即得有機凝膠；乙烯基三甲氧基硅烷、無水乙醇和水的體積比為1:8:3.取有機凝膠放于燒杯中，加入有機凝膠質量3倍的四氫呋喃(THF)并使其溶解，加入有機凝膠質量2%的固化劑過氧化苯甲酰，采用磁力攪拌機攪拌均勻，此溶液即有機膜溶液。(5)用提拉涂膜裝置在包裹了無機膜的鋁合金表面涂上有機膜溶液，得到表面包覆了有機膜和無機膜的鋁合金。鋁合金在有機膜溶液中的停留時間為lmin，提拉速度為27cm/min,反復涂膜3次,既得。實施例2 (1)清洗和干燥將待處理的鋁合金放入乙醇中超聲清洗60分鐘，然后用去離子水進行漂洗去除無機和有機污染物，取出鋁合金放入100°C烘箱中快速烘干表面水，使得金屬徹底除銹，表面達到干凈光滑；(2)制備納米TiO2溶膠以鈦酸丁酯為原料制備納米TiO2溶膠。將鈦酸丁酯溶于無水乙醇，鈦酸丁酯與無水乙醇的體積比為1:8。加入所述鈦酸丁酯摩爾數O. 5倍的乙酰丙酮作為抑制劑，25度攪拌30min，得到溶液A，待用；取IOOml無水乙醇，加入IOml的硝酸與20ml的去離子水，25度攪拌30min，得到溶液B0將溶液B滴加到溶液A中，25度攪拌4h，得到納米TiO2溶膠。所述溶液B中硝酸與溶液A中鈦酸丁酯的摩爾比為O. 4 :1.(3)制備包裹了無機膜的鋁合金將清洗和干燥后的鋁合金浸泡在納米TiO2溶膠，浸泡30min，取出在空氣中晾干I. 5h，在100°C的烘箱中繼續烘干4h，得到包裹了無機膜的鋁I=I -Wl O(4)有機膜溶液的制備將Y _(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷放在燒杯中，加入無水乙醇和水，再加入Y-(甲基丙烯本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種鋁合金表面防腐方法，其特征于包括如下步驟：？(1)清洗和干燥：將待處理的鋁合金放入有機溶液中超聲清洗，然后用去離子水進行漂洗，取出所述鋁合金烘干；(2)制備納米TiO2溶膠：以酞酸丁酯為原料制備納米TiO2溶膠；？(3)制備包裹了無機膜的鋁合金：將清洗和干燥后的鋁合金浸泡在納米TiO2溶膠，，取出鋁合金置空氣中晾干，烘箱中烘干即得包裹了無機膜的鋁合金；(4)？制備有機膜溶液：將硅烷偶聯劑、無水乙醇和水按照體積比為1∶8～12∶3～5混合，加入甲酸作為催化劑，調節pH為9～10，攪拌均勻后密封，經超聲振蕩后置30？40℃水浴中反應至凝膠狀，即得有機凝膠；甲酸的加入量為硅烷偶聯劑體積的5？15%；將有機凝膠、四氫呋喃和固化劑按照質量比為100:（300～400）:（2～4）混合均勻，制得有機膜溶液；(5)在包裹了無機膜的鋁合金表面涂上有機膜溶液，得到表面包裹有機膜和無機膜的鋁合金。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：姚義俊，劉斌，蘇靜，吳紅艷，
申請(專利權)人：南京信息工程大學，
類型：發明
國別省市：
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