一种镁合金表面涂层材料、涂层及其制备方法技术

本申请涉及镁合金表面防护技术领域，尤其涉及一种镁合金表面涂层材料、涂层及其制备方法。所述涂层材料的组分包括：聚硅氮烷树脂以及溶剂；其中，所述溶剂的含量为19重量％～98.8重量％，并根据所述聚硅氮烷树脂的类别以设定所述聚硅氮烷树脂的含量。若所述聚硅氮烷树脂为有机聚硅氮烷，则所述有机聚硅氮烷的含量为2重量％～80重量％。若所述聚硅氮烷树脂为无机聚硅氮烷，则所述无机聚硅氮烷的含量为1重量％～20重量％。本申请内容解决了现有镁合金涂层表面耐蚀性能较差的技术问题。合金涂层表面耐蚀性能较差的技术问题。合金涂层表面耐蚀性能较差的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种镁合金表面涂层材料、涂层及其制备方法


[0001]本申请涉及镁合金表面防护
，尤其涉及一种镁合金表面涂层材料、涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，镁合金因其密度低、比强度高、抗电磁屏蔽能力强、热导电性能好、易回收、易压铸成型、切削加工性好、阻尼减震性能好等优点，被誉为“21世纪绿色工程材料”，广泛应用于航空航天、汽车工业及电子工业中。又因具有与天然骨相似的弹性模量、可生物降解性和低细胞毒性，其降解过程高度符合人体损伤组织重建的过程，所以镁合金作为可生物降解支架和骨植入材料也具有相当大的潜力。
[0003]然而，镁合金的耐蚀性较差，阻碍了其临床应用。对比常用金属材料，镁合金自腐蚀电位约
‑
1.462V，远负于铝合金(
‑
0.738V)和不锈钢(
‑
0.796V)，在大气、高湿高盐雾的海洋等环境中极易发生腐蚀；在体内也会过快腐蚀，使植入物提前失去机械强度；也会导致氢气泡的积聚，pH增大，从而损害周围组织。
[0004]目前，针对降低镁合金降解速率的表面处理方法主要有化学转膜法、阳极氧化法、微弧氧化法、电沉积法、化学沉积法和离子束辅助沉积法等。这些方法主要通过在镁合金表面制备保护涂层，阻隔镁合金和腐蚀介质的接触，提高合金的耐蚀性能，从而有效延长合金的使用寿命。但这些方法普遍存在工艺成本高，工艺复杂，获得的涂层存在耐蚀性能、生物相容性较差和结合力不足的问题，因此亟需在镁合金表面设计兼具优异的耐蚀性和良好的生物相容性的多功能膜层。r/>
技术实现思路

[0005]本申请提供了一种镁合金表面涂层材料、涂层及其制备方法，以解决现有镁合金涂层表面耐蚀性能较差的技术问题。
[0006]第一方面，本申请提供了一种镁合金表面涂层材料，所述涂层材料的组分包括：
[0007]聚硅氮烷树脂以及溶剂；其中，
[0008]所述溶剂的含量为19重量％～98.8重量％，并根据所述聚硅氮烷树脂的类别以设定所述聚硅氮烷树脂的含量。
[0009]可选的，所述根据所述聚硅氮烷树脂的类别以设定所述聚硅氮烷树脂的含量，包括：
[0010]若所述聚硅氮烷树脂为有机聚硅氮烷，则所述有机聚硅氮烷的含量为2重量％～80重量％。
[0011]可选的，所述有机聚硅氮烷的含量为25重量％～75重量％。
[0012]可选的，所述根据所述聚硅氮烷树脂的类别以设定所述聚硅氮烷树脂的含量，包括：
[0013]若所述聚硅氮烷树脂为无机聚硅氮烷，则所述无机聚硅氮烷的含量为1重量％～
20重量％。
[0014]可选的，所述无机聚硅氮烷的含量为5重量％～15重量％。
[0015]可选的，所述聚硅氮烷的化学成分具有式Ⅰ所示的化学结构式：
[0016][0017]式I中，R1、R2和R3相同或不同，各自独立地选自如下一种：H、CH3、CH＝CH2、NH
‑
CH3；和或，
[0018]所述聚硅氮烷的重均分子量为600～8000。
[0019]可选的，所述溶剂包括如下至少一种：烷烃类、醚类、酯类、苯衍生物类。
[0020]可选的，所述涂层材料的组分还包括：流平剂和消泡剂；其中，
[0021]所述流平剂的含量为0.1重量％～0.5重量％，所述消泡剂的含量为0.1重量％～0.5重量％。
[0022]第二方面，本申请提供了一种镁合金表面涂层的制备方法，所述方法包括：
[0023]将第一方面任一项实施例所述的镁合金表面涂层材料制成涂覆液，后涂覆于镁合金至少部分表面；
[0024]在设定时间和设定温度的条件下，对涂覆于所述镁合金表面的所述液体进行固化，得到镁合金表面涂层；其中，
[0025]所述设定时间为0.5h～24h，和或所述设定温度为25℃～400℃。
[0026]第三方面，本申请提供了一种镁合金表面涂层，所述涂层第二方面任一项实施例所述的方法制得。
[0027]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0028]本申请实施例提供的该镁合金表面涂层材料，通过涂层材料的组分含量的合理设计，该涂层材料的耐蚀性好以及生物相容性好。在不同温度下，该材料发生不同程度的水解缩合反应，在镁合金表面形成一层聚硅氮烷为连续相的海岛结构、双连续相结构或氧化硅为连续相结构的防护涂层，有效降低镁合金在盐雾环境的腐蚀速率或生物体内的降解速率。
附图说明
[0029]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0030]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本申请实施例提供的一种镁合金表面涂层的制备方法的流程示意图；
[0032]图2为本申请实施例1制备的镁合金表面涂层表面及截面的扫描电镜图；
[0033]图3为本申请实施例18制备的镁合金表面涂层表面及截面的扫描电镜图；
[0034]图4为本申请实施例1～3制备的镁合金表面涂层的电化学Nyquist阻抗谱；
[0035]图5为本申请实施例16～20制备的镁合金表面涂层的电化学Nyquist阻抗谱；
[0036]图6为本申请实施例16～20制备的镁合金表面涂层的生物相容性实验图；
[0037]图7为本申请实施例16～20制备的镁合金表面涂层的活死染色实验图；
[0038]图8为本申请实施例16～20制备的镁合金表面涂层的降解速率图。
具体实施方式
[0039]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0040]本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
[0041]在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外，在本申请说明书的描述中，术语“包括”“包含”等是指“包括但不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镁合金表面涂层材料，其特征在于，所述涂层材料的组分包括：聚硅氮烷树脂以及溶剂；其中，所述溶剂的含量为19重量％～98.8重量％，并根据所述聚硅氮烷树脂的类别以设定所述聚硅氮烷树脂的含量。2.根据权利要求1所述的涂层材料，其特征在于，所述根据所述聚硅氮烷树脂的类别以设定所述聚硅氮烷树脂的含量，包括：若所述聚硅氮烷树脂为有机聚硅氮烷，则所述有机聚硅氮烷的含量为2重量％～80重量％。3.根据权利要求2所述的涂层材料，其特征在于，所述有机聚硅氮烷的含量为25重量％～75重量％。4.根据权利要求1所述的涂层材料，其特征在于，所述根据所述聚硅氮烷树脂的类别以设定所述聚硅氮烷树脂的含量，包括：若所述聚硅氮烷树脂为无机聚硅氮烷，则所述无机聚硅氮烷的含量为1重量％～20重量％。5.根据权利要求4所述的涂层材料，其特征在于，所述无机聚硅氮烷的含量为5重量％～15重量％。6.根据权利要求1所述的涂层材料，其特征在于，所述聚硅氮烷的化学成分具有式Ⅰ所示的化学结构式：式I中，R1、R2...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙小英，王艳，施利毅，郝永强，冉超阳，邓亮，杭建忠，
申请(专利权)人：上海大学浙江，
类型：发明
国别省市：