本发明专利技术公开了一种涂覆高分子聚合物层的高性能镁合金材料，其特征在于：所述镁合金材料包括镁合金基底及覆盖在基底表面的高分子聚合物层；所述镁合金基底材料按重量百分比计包括由以下组分组成：RE：1.5‑3.0％，Zn：0.5‑1.5％，Ni：1.0‑2.5％，Zr：0.5‑0.8％，Be：0.1‑0.3％，余量为Mg和不可避免的杂质；其中，所述RE为La、Ce、Tb、Ho和Lu中的一种以上；所述高分子聚合物层为聚合物固载高分子材料层。本发明专利技术的镁合金材料具有优秀的力学性能，且其表面膜层附着力强，不易脱落，耐腐蚀能力得到显著提升。
High performance magnesium alloy with polymer coating and its preparation
【技术实现步骤摘要】
涂覆高分子聚合物层的高性能镁合金材料及其制备方法
本专利技术涉及材料领域，具体而言涉及一种涂覆高分子聚合物薄膜的高性能镁合金材料及其制备方法。
技术介绍
镁合金是最轻的金属结构材料，其密度小、比强度和比刚度高，同时具有良好的铸造性和切削加工性，在汽车、航空航天和国防军事等领域具有广阔的应用前景，但镁合金也存在力学性能不够高、耐腐蚀性能较差的缺点，使其应用受到很大限制。中国专利文献CN110564996A所公开的一种高强度镁合金材料及其制备方法，该镁合金成分组成：Lu：2.0-3.5wt％，Ni：0.8-1.5wt％，Ca：0.1-0.5wt％，余量为Mg，向镁合金中加入特定配比的Lu、Ni和Ca合金化元素，通过铸造+挤压工艺制备处了一种高强度镁合金材料，该镁合金的抗拉强度高达320-340MPa，屈服强度高达260-290MPa，延伸率大于8％，但该材料在耐腐蚀方面比较差。中国专利文献CN109487214A所公开的一种镁合金表面镀膜方法及由其制备的抗腐蚀镁合金，该镀膜方法包括：对镁合金基材进行前处理；在经过前处理的镁合金基材表面溅射沉积金属薄膜；在沉积金属薄膜的镁合金基材表面上溅射沉积Si3N4薄膜，通过在镁合金表面镀金属和Si3N4薄膜提高了镁合金的抗腐蚀性能，该材料所镀膜层存在易脱落、作用材质易流失，膜层附着力低，从而导致耐腐蚀能力下降的问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对现有技术的缺陷，提出一种涂覆高分子聚合物薄膜的高性能镁合金材料及其制备方法，该材料具有优秀的力学性能，且其表面膜层附着力强，不易脱落，耐腐蚀能力得到显著提升。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种涂覆高分子聚合物层的高性能镁合金材料，所述镁合金材料包括镁合金基底及覆盖在基底表面的高分子聚合物层；所述镁合金基底材料按重量百分比计包括由以下组分组成：RE：1.5-3.0％，Zn：0.5-1.5％，Ni：1.0-2.5％，Zr：0.5-0.8％，Be：0.1-0.3％，余量为Mg和不可避免的杂质；其中，所述RE为La、Ce、Tb、Ho和Lu中的一种以上；所述高分子聚合物层为聚合物固载高分子材料层。进一步地，所述高分子聚合物层的厚度为1-15mm。进一步地，所述聚合物固载高分子材料层利用分子印迹技术将高分子材料固载，并涂覆在所述镁合金基底表面。进一步地，所述高分子材料为酚醛树脂、丙烯酸酯、环氧树脂和聚氨酯树脂中的任意一种。一种涂覆高分子聚合物层的高性能镁合金材料的制备方法，其制备步骤包括如下：1)镁合金基底的制备：在保护气的作用下，将按重量百分比称取的组分加入熔炉中，升温至700-800℃，待各组分熔化后，扒渣，静置，并降温至650-700℃，浇铸成型，得铸态镁合金基底。2)分子印迹固载型高分子聚合物的制备：利用分子印迹技术将高分子材料固载，a、将所述高分子材料、功能单体、交联剂和引发剂加入溶液中，使用酸溶液调整PH值，调整后进行搅拌均匀，无光静置24-36h。b、通过光引发进行聚合反应，使功能单体和交联剂在高分子材料周围聚合形成高交联的聚合物。c、使用碱性溶液和去离子水冲洗至中性，并用无水乙醇淋洗，低温干燥，得到分子印迹固载型高分子聚合物。3)将步骤2制备好的分子印迹固载型高分子聚合物涂覆在步骤1制备好的镁合金基底上，步骤包括如下：a、将步骤1制备好的镁合金基底进行预处理：对镁合金基底进行打磨，增加其表面粗糙度，对打磨后的镁合金基底进行清洗，并使用离子源清除镁合金基底表面的气体吸附；b、将预处理好的镁合金基底置于真空环境中，将步骤2a中的功能单体喷涂在镁合金基底表面；c、将步骤2制备好的分子印迹固载型高分子聚合物喷涂在喷涂有功能单体的镁合金基底表面，实现二次聚合，形成高分子聚合物层。进一步地，所述功能单体为苯胺、苯酚、苯甲醛、MMA、AM、TRIM、DVB和PETRA中的至少一种，用于通过聚合反应生成聚合物，与所述高分子材料生成复合物。进一步地，所述交联剂为EDMA和二乙烯基苯中的至少一种，使高分子材料与功能单体交联为一体。进一步地，所述引发剂为AIBN和ADVN中的至少一种，用于促使反应发生。进一步地，所述喷涂在镁合金基底表面的功能单体的厚度为1-10mm。进一步地，所述涂覆的方法为喷涂法、浸涂法、电化学沉积法和等离子体表面技术中的一种。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术提供的高分子聚合物层通过分子印迹技术将高分子材料固载在聚合物上，但不进行洗脱，增加了高分子材料的固载能力，使作用材质不易流失，提高镁合金的耐腐蚀能力。2、本专利技术通过对镁合金基底材料的预处理，并在其表面喷涂功能单体，并使用等离子体表面技术将制备的分子印迹固载型高分子聚合物喷涂到处理后的镁合金基底上，使分子印迹固载型高分子聚合物与基底上的功能单体发生二次聚合，增加了分子印迹固载型高分子聚合物在镁合金基底上的附着力，使其在镁合金的表面不易脱落，进一步提高了镁合金的耐腐蚀能力。3、本专利技术通过对各组分的成分配比进行优化，得到了具有足够强度的镁合金材料，其抗拉强度高达330-350MPa，屈服强度大于290MPa，延伸率大于15％，具有优异的力学性能，可用于汽车、航空等多种领域。附图说明图1是实施例的镁合金材料的抗拉强度的对比折线图。图2是实施例的镁合金材料的屈服强度的对比折线图。图3是实施例的镁合金材料的延伸率的对比折线图。图4是实施例的镁合金材料的腐蚀面积的对比折线图。图5是实施例的镁合金材料的脱落面积的对比折线图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述。以下实施例的制备方法均采用同一方法制备，即：1)镁合金基底的制备：在保护气的作用下，将按重量百分比称取的组分加入熔炉中，升温至780℃，待各组分熔化后，扒渣，静置，并降温至650℃，浇铸成型，得铸态镁合金基底。2)分子印迹固载型高分子聚合物的制备：利用分子印迹技术将高分子材料固载，a、将所述高分子材料、MMA、EDMA和AIBN加入溶液中，使用酸溶液调整PH值，调整后进行搅拌均匀，无光静置24h。b、通过光引发进行聚合反应，使MMA和EDMA在高分子材料周围聚合形成高交联的聚合物。c、使用碱性溶液和去离子水冲洗至中性，并用无水乙醇淋洗，低温干燥，得到分子印迹固载型高分子聚合物。3)将步骤2制备好的分子印迹固载型高分子聚合物涂覆在步骤1制备好的镁合金基底上，步骤包括如下：a、将步骤1制备好的镁合金基底进行预处理：对镁合金基底进行打磨，增加其表面粗糙度，对打磨后的镁合金基底进行清洗，并使用离子源清除镁合金基底表面的气体吸附；b、将预处理好的镁合金基底置于真空环境中，将MMA喷涂在镁合金基底表面，厚度为1mm；c、将步骤2制备好的分子印迹固载型高本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种涂覆高分子聚合物层的高性能镁合金材料，其特征在于：所述镁合金材料包括镁合金基底及覆盖在基底表面的高分子聚合物层；/n所述镁合金基底材料按重量百分比计包括由以下组分组成：RE：1.5-3.0％，Zn：0.5-1.5％，Ni：1.0-2.5％，Zr：0.5-0.8％，Be：0.1-0.3％，余量为Mg和不可避免的杂质；其中，所述RE为La、Ce、Tb、Ho和Lu中的一种以上；/n所述高分子聚合物层为聚合物固载高分子材料层。/n
【技术特征摘要】
1.一种涂覆高分子聚合物层的高性能镁合金材料，其特征在于：所述镁合金材料包括镁合金基底及覆盖在基底表面的高分子聚合物层；
所述镁合金基底材料按重量百分比计包括由以下组分组成：RE：1.5-3.0％，Zn：0.5-1.5％，Ni：1.0-2.5％，Zr：0.5-0.8％，Be：0.1-0.3％，余量为Mg和不可避免的杂质；其中，所述RE为La、Ce、Tb、Ho和Lu中的一种以上；
所述高分子聚合物层为聚合物固载高分子材料层。
2.根据权利要求1所述的涂覆高分子聚合物层的高性能镁合金材料，其特征在于：所述高分子聚合物层的厚度为1-15mm。
3.根据权利要求1所述的涂覆高分子聚合物层的高性能镁合金材料，其特征在于：所述聚合物固载高分子材料层利用分子印迹技术将高分子材料固载，并涂覆在所述镁合金基底表面。
4.根据权利要求4所述的涂覆高分子聚合物层的高性能镁合金材料，其特征在于：所述高分子材料为酚醛树脂、丙烯酸酯、环氧树脂和聚氨酯树脂中的任意一种。
5.一种权利要求1-4中任一项所述的涂覆高分子聚合物层的高性能镁合金材料的制备方法，其特征在于，其制备步骤包括如下：
1)镁合金基底的制备：在保护气的作用下，将按重量百分比称取的组分加入熔炉中，升温至700-800℃，待各组分熔化后，扒渣，静置，并降温至650-700℃，浇铸成型，得铸态镁合金基底。
2)分子印迹固载型高分子聚合物的制备：利用分子印迹技术将高分子材料固载。
a、将所述高分子材料、功能单体、交联剂和引发剂加入溶液中，使用酸溶液调整PH值，调整后进行搅拌均匀，无光静置24-36h。
b、通过光引发进行聚合反...
【专利技术属性】
技术研发人员：李小龙，张欢德，
申请(专利权)人：南京南超模具装备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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