一种铝合金复合材料制造技术

本发明专利技术提供了一种铝合金复合材料，通过控制阳极氧化氧化电解参数，尤其通过控制阳极氧化和电聚合过程中相对电流密度，获得物化性质优良的铝合金复合材料，用于电解水制氢以及制氧电极材料均是极好的备选材料。氧电极材料均是极好的备选材料。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金复合材料


[0001]本专利技术属于聚合物防腐金属涂层领域，尤其涉及一种高稳定、防腐涂层复合材料，特别涉及在阀金属涂覆高聚物薄膜材料，及其制备方法, 所述复合材料用于电解水领域，尤其作为析氧材料使用。

技术介绍

[0002]目前应用较多的防腐涂料主要有环氧树脂、聚氨酯、呋喃树脂、酚醛树脂、乙稀树脂、过氯乙稀树脂、橡胶类等，但随着防腐和耐候性能要求的不断提高，这些树脂已不能满足实际应用的要求。导电高分子类防腐涂料因其良好的防腐效果、较高的物理化学稳定性，尤其是环境友好性等特点，逐渐在新型防腐涂料中薪露头角。同时导电高分子类防腐涂料具有原料易得、合成简单、无污染等诸多优点，因而被看好是新一代环境友好型高效防腐涂料，有着广阔的应用前景涂料陆续占据了技术研究和生产应用的主流，其中包括水性环氧涂料、粉末涂料、氟碳涂料、聚脲涂料、导电聚苯胺涂料及铁纳米聚合物涂料等。
[0003]导电高分子在防腐领域的研究与应用是近十几年才发展起来的。早期发现在酸性介质中用电化学聚合生成聚苯胺膜能使不锈钢表面发生钝化得到致密的氧化膜，能够起到了良好防腐效果。这一发现很快引起了人们的关注，一系列相关的研究迅速展幵。人们尝试各种方法将各类导电高分子应用于金属防腐中来，其中有相当一部分取得了显著的成效。因此将导电高分子誉为环境友好的“智能腐蚀抑制剂”，导电高分子涂层在腐蚀防护领域幵启了新的篇章。
[0004]导电高分子膜层结合了导电性、环境稳定性及可逆的氧化还原特性等物理化学性能，能够使金属表面发生活性钝化，催化致密氧化钝化膜的生成。该钝化膜可以有效的物理屏蔽腐蚀介质，避免其与金属基体的进一步接触，把金属腐蚀限制在膜基界面上，并提高了金属的自腐蚀电位。在导电高分子中，以聚苯胺、聚吡咯及其衍生物为代表成为金属防腐涂层的主要研究对象。
[0005]关于聚噻吩类导电高分子用于金属防腐的研究较少，但是几乎每篇报道均表明聚噻吩类导电高分子拥有良好的防腐蚀能力，因良好的混溶性，聚噻吩改性醇酸树脂较聚苯胺改性树脂拥有较好的粘附力和抗腐蚀性能。经由加速腐蚀实验和电化学阻抗测试发现，聚噻吩改性树脂较磷酸锌改性树脂腐蚀电阻高出好几个数量级。聚噻吩诱导金属表层与涂层界面形成了致密的纯化层，有效地阻止了氯离子和氧对金属基体侵烛。聚噻吩类导电高分子种类众多，分子结构易于修饰改性，环境稳定性强，因此该类导电高分子在金属防腐方面的应用前景广阔，值得人们进一步的研究和探索。
[0006]通过电化学聚合反应直接在金属电极表面沉积导电高分子的方法，主要有恒电位法、恒电流法、动电位扫描法和脉冲极化法，如CN200910115575在不锈钢表面直接制备导电聚噻吩及3－烷基取代聚噻吩自支撑薄膜的方法是利用电化学沉积法，以不锈钢片为工作电极和对电极均，以Ag/AgCl参比电极，以三氟化硼乙醚与其他支持电解质或三氟化硼乙醚的单一溶剂为电解发生体系，以单体噻吩和3－烷基取代噻吩为原料所形成的溶液，直接在
不锈钢上电沉积得到聚噻吩或3－烷基取代聚噻吩自支撑薄膜。该方法操作简单，成膜速度快，不锈钢廉价易得，适用于大批量的工业生产，所获聚合物纯度较高，且具有较高的电导率、Seebeck系数和热电优值ZT，该膜可用于热电器件的组装。如CN201810998222公开了一种聚3，4
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乙烯二氧噻吩纳米网状结构薄膜及其制备方法，所述的聚3，4
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乙烯二氧噻吩呈纳米网状结构。所述的聚3，4
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乙烯二氧噻吩薄膜具体按如下方法进行制备：在三电极电解池体系中，以3，4
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乙烯二氧噻吩为单体，以高氯酸锂为支持电解质，以乙腈为电解溶剂，混合均匀得到电解液，以氧化铟锡导电玻璃电极为工作电极，以铂电极为辅助电极，以银/氯化银电极为参比电极，在室温下采用循环伏安法或恒电位法进行电化学聚合反应，得到沉积在所述工作电极上的聚合物薄膜，经淋洗、干燥得到聚3，4
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乙烯二氧噻吩薄膜。本专利技术所制得的导电聚合物薄膜具有特殊的纳米网状结构，相比于普通平面结构具有更优异的电致变色性能。如CN200610134092一种不锈钢表面聚噻吩复合膜的制备方法，包括机械打磨、载波钝化、电化学合成及各工序间的水洗处理和干燥处理。载波钝化工艺中采用的钝化液为2～3M的硫酸溶液，钝化液的温度为333K～343K，载波的调节包括：电位幅值，脉冲宽度及阴阳极电位时间比。钝化时间为10～15min。载波氧化后，去离子水洗，383K烘干30min，用电化学法中的恒电位法或恒电流法或循环伏安法电沉积聚噻吩膜，电氧化聚合聚噻吩膜工艺中的介质为含单体及支持电解质的乙腈溶液。氧化温度控制为273～300K。所制得的复合膜与基体的结合力好，耐腐蚀能力强，接触电阻小。适合于用作工业上的防腐蚀材料。
[0007]由上述专利内容可以得出，现有技术主要通过电氧化法，在金属表面形成防腐材料，但是噻吩单体的氧化电位比较高，而氧化性金属有阳极溶解活性，且它们的阳极溶解电位低于噻吩单体的氧化电位。因此，在电氧化聚合过程中，阳极金属的不稳定性阻碍导电高分子膜在电极上的成核过程，导致金属表面的聚噻吩膜难以在金属表面沉积或成膜质量差。即现有技术中的金属噻吩聚合物膜存在有界面结合力较低的问题。
[0008]为了解决上述问题，现有技术存在对金属进行表面处理，如形成多孔孔道，以期通过多孔孔道提高噻吩与金属基材的界面结合强度，如CN201110175894聚3，4
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乙撑二氧噻吩及其复合物阵列的制备方法，采用容易得到的孔材料为模板，利用超重力场、真空抽滤、表面处理等化工强化措施在孔内富集聚3，4
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乙撑二氧噻吩及其复合物的单体或氧化剂，经聚合反应后除去模板得到由纤维或管组成的阵列，可以通过控制模板孔结构参数和强化工艺参数调整聚合物阵列的致密度、厚度、纤维直径、管径、管壁、管分布、结构和形貌等，实现聚合物阵列材料的可控制备。该专利技术强化相间传质过程，强化反应物前躯体的相接触，提高模板孔内的填充率，阵列缺陷少，表面平整，管壁易控制，阵列材料的制备效率高，阵列致密度高，反应易操作，制备方法工艺简单，成本低，投资少，效益好，易工业化生产，适合缺陷少、高致密度的三维阵列材料的规模化低成本生产，孔材料指刻蚀孔铝、阳极氧化铝、多孔硅、多孔钛、多孔镍、多孔碳、多孔不锈钢、多孔二氧化硅、多孔陶瓷、分子筛、聚碳酸酯PC、十六烷基三乙基溴化铵CTAB。
[0009]如CN201310287068公开了一种TiO2纳米管阵列管内外空间填充聚乙撑二氧噻吩的复合材料及其制备方法和应用，复合材料由在独立分离的TiO2纳米管阵列管内外空间填充聚乙撑二氧噻吩构成。制备方法依次包括以下步骤：二次阳极氧化得到独立分离的TiO2纳米管阵列；以该独立分离的TiO2纳米管阵列为阳极，铂丝为阴极，在0.1
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5mM的3，4
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乙撑二氧噻吩和0.1
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5mM十二烷基硫酸钠水溶液中进行恒电位或恒电流电聚合，得到在TiO2纳
米管阵列本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金复合材料，其特征在于所述复合材料通过如下步骤制备获得：（1）选用铝合金为基材，对其进行表面预处理；（2）以铝合金为阳极，通过阳极氧化处理，在其表面获得多孔氧化阵列：阳极氧化使用的电解液组成如下：10
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20g/L H2SO4、100
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120g/L柠檬酸，温度2
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10℃，电流密度25
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35mA/cm2条件下恒电流处理10
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15min，150
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200rpm搅拌，然后5
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10s内降低电流密度2
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3 mA/cm2持续2
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3min；（3）带电取出步骤（2）中的阀金属，并作为阴极直接浸泡于电聚合电解液中，在浸泡期间内，使用手持式超声波细胞破碎仪震动阴极附近电解液1
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2min；（4）切换电源方向，使步骤（3）中的阀金属为阳极，在恒电流条件，于步骤（3）中的电聚合电解液中进行噻吩聚合反应形成聚噻吩类化合物膜，所述电流密度为步骤（2）中电流密度的0.2
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0.3倍；所述电聚合电解液组成如下：10
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12mM噻吩类单体、0.05
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0.1M硫酸、0.1
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0.2M高氯酸锂、体积比为1:（0.1
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0.2）乙醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵焕娟，
申请(专利权)人：赵焕娟，
类型：发明
国别省市：