【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涂层材料，具体涉及一种含贻贝足丝蛋白的复合涂层材料及其制备方法。
技术介绍
1、碳钢作为工业生产中应用最为广泛的金属之一，因其较差的防腐耐磨性能，每年都会导致巨大的经济损失。传统的碳钢防腐涂层大量用到有害的化学物质，如铬酸盐、重金属和可挥发性有机物，不仅严重污染环境，还会对人体造成不可逆的伤害。为减少碳钢的磨损失效，工业上通常采用添加润滑油或润滑脂等方法来减小摩擦，但使用过程中产生的大量废弃油液难以处理，如果处理不当会对生态系统造成严重破坏。因此，开发一种同时具备防腐、减摩和耐磨特性的多功能环保涂层变得非常必要。
2、cn109468601a公开了一种磁控溅射沉积碳钢表面非晶钽涂层的方法，其步骤为：将样品进行砂纸机械打磨和抛光处理，并超声清洗；将样品固定在超高真空磁控溅射设备溅射平台上，将靶材放入磁控溅射腔室内，关闭溅射室，抽真空达到一定的本底真空度；采用直流磁控溅射方法制备非晶钽涂层。磁控溅射涂层具有均匀性好、致密性好、粘附性强等优点，被广泛应用于提高碳钢的防腐耐磨特性。但由于磁控溅射技术所制备涂层厚度仅为微米级别。在面对较为恶劣的工况时，仅依靠磁控溅射涂层难以满足要求，需要结合其他技术手段进一步提高涂层的物理特性以达到更好的防腐耐磨特性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种含贻贝足丝蛋白的复合涂层材料及其制备方法，解决现有涂层材料对环境和人体不友好的问题。
2、为解决上述的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种含贻贝足丝蛋白
3、s1.对碳钢表面进行清洗，去除表层氧化膜；
4、s2.采用直流磁控溅射在碳钢表面制备tio2层；
5、s3.采用直流磁控溅射在碳钢表面制备ag层；
6、s4.以碳钢表面含有的tio2/ag膜为前驱体膜，利用均胶机在前驱体膜上旋涂一层mefp-1蛋白溶液，得到用于碳钢表面的mefp-1/tio2/ag复合涂层。
7、更进一步的技术方案是所述步骤s1具体为采用水砂纸对碳钢底物表面进行打磨后，用金刚石抛光膏配合真丝绒抛光布进行抛光，抛光后表明粗糙度ra小于0.3μm，去除表面的氧化膜；再用去离子水将碳钢底物冲洗干净后放入无水乙醇中用超声波清洗，取出后用去离子水冲洗后吹干备用。
8、更进一步的技术方案是所述步骤s2具体为选用纯度99.99％的ti靶材，将处理后的碳钢至于磁控溅射设备的溅射台中央，靶材与底物之间的距离恒定，通入氩气和氧气，磁控溅射功率是80～120w，磁控溅射时间为40～80min。
9、更进一步的技术方案是所述靶材在沉积前在10pa的纯氩气环境中溅射清洗10min，距离恒定为5cm，溅射台转速设置为3rpm，溅射完成后，继续在真空室中保存20min。
10、更进一步的技术方案是所述步骤s3具体为选用纯度99.99％的ag靶材，沉积之前，靶材在10pa的纯氩气环境中溅射清洗10min，通入氩气，磁控溅射功率是50～90w，磁控溅射时间为5～30min。
11、更进一步的技术方案是所述溅射过程中氩气的通入速率是10～30ml/min。
12、更进一步的技术方案是所述步骤s4中mefp-1蛋白溶液以mefp-1蛋白为基础溶液，用柠檬酸溶液进行稀释，ph值为5～9，浓度为0.05～0.2mg/ml。
13、更进一步的技术方案是所述步骤s4中均胶机先低速旋涂再高速旋涂，低速旋涂转速为500～1000rpm，低速旋涂时间为10～30s，高速旋涂转速为2000～4000rpm，高速旋涂时间为50～70s。
14、更进一步的技术方案是由上述方法制得的含贻贝足丝蛋白的复合涂层材料。
15、工作机理：这是由于tio2涂层致密且稳定，紧密的黏附在碳钢表面形成保护屏障。且tio2本身的化学性质稳定，不易与其他物质反应，使得覆盖有tio2涂层的碳钢可有效抵抗盐水和一些酸性环境中的腐蚀。ag涂层极好的延展性，这种延展性允许银涂层在相对滑动表面之间发生塑性剪切，从而起到润滑作用。mefp-1蛋白，来源于海洋贻贝的天然蛋白，是一种绿色环保的天然材料，其具有极强的黏附和内聚性能。其超强的黏附和内聚性能来源于其所含有的大量的di-hydroxyphenylalanine(dopa)。dopa可以与所制备的tio2涂层或ag涂层发生络合反应，从而进一步增强磁控溅射涂层在金属表面的吸附作用。当碳钢因腐蚀而生成氧化物时，dopa也可与所生成的氧化物发生络合反应，生成更加致密的保护层，从而阻止腐蚀反应的进一步进行。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术所制备的mefp-1/tio2/ag复合涂层材料中，tio2涂层主要起到防腐作用，ag涂层具有优异的耐磨特性，两种涂层在防腐耐磨领域都属于环保材料，用于替代有害化学物质。mefp-1蛋白对于提升碳钢的防腐耐磨特性均有一定作用。更重要的是，mefp-1蛋白的加入，可以极大的增强磁控溅射涂层的粘附性，使磁控溅射涂层的防护性能成倍增加。本专利技术在可以有效改善碳钢防腐性、耐磨的前提下，还具有操作简单，成本低廉等优势，可以为贻贝足丝蛋白在碳钢防腐耐磨方向的工业化应用提供参考。
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1.一种含贻贝足丝蛋白的复合涂层材料的制备方法，其特征在于步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种含贻贝足丝蛋白的复合涂层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1具体为采用水砂纸对碳钢底物表面进行打磨后，用金刚石抛光膏配合真丝绒抛光布进行抛光，抛光后粗糙度小于0.3μm，去除表面的氧化膜；再用去离子水将碳钢底物冲洗干净后放入无水乙醇中用超声波清洗，取出后用去离子水冲洗后吹干备用。
3.根据权利要求1所述的一种含贻贝足丝蛋白的复合涂层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2具体为选用纯度99.99％的Ti靶材，将处理后的碳钢至于磁控溅射设备的溅射台中央，靶材与底物之间的距离恒定，通入氩气和氧气，磁控溅射功率是80～120w，磁控溅射时间为40～80min。
4.根据权利要求3所述的一种含贻贝足丝蛋白的复合涂层材料的制备方法，其特征在于：所述靶材在沉积前在10Pa的纯氩气环境中溅射清洗10min，距离恒定为5cm，溅射台转速设置为3rpm，溅射完成后，继续在真空室中保存20min。
5.根据权利要求1所述的一种含贻贝足丝蛋白的复合涂层材
6.根据权利要求5所述的一种含贻贝足丝蛋白的复合涂层材料的制备方法，其特征在于：所述溅射过程中氩气的通入速率是10～30ml/min。
7.根据权利要求1所述的一种含贻贝足丝蛋白的复合涂层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中Mefp-1蛋白溶液以Mefp-1蛋白为基础溶液，用柠檬酸溶液进行稀释，
8.根据权利要求1所述的一种含贻贝足丝蛋白的复合涂层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中均胶机先低速旋涂再高速旋涂，低速旋涂转速为500～1000rpm，低速旋涂时间为10～30s，高速旋涂转速为2000～4000rpm，高速旋涂时间为50～70s。
9.一种含贻贝足丝蛋白的复合涂层材料，其特征在于：由权利要求1～8中任一项所述的一种含贻贝足丝蛋白的复合涂层材料的制备方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种含贻贝足丝蛋白的复合涂层材料的制备方法，其特征在于步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种含贻贝足丝蛋白的复合涂层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s1具体为采用水砂纸对碳钢底物表面进行打磨后，用金刚石抛光膏配合真丝绒抛光布进行抛光，抛光后粗糙度小于0.3μm，去除表面的氧化膜；再用去离子水将碳钢底物冲洗干净后放入无水乙醇中用超声波清洗，取出后用去离子水冲洗后吹干备用。
3.根据权利要求1所述的一种含贻贝足丝蛋白的复合涂层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s2具体为选用纯度99.99％的ti靶材，将处理后的碳钢至于磁控溅射设备的溅射台中央，靶材与底物之间的距离恒定，通入氩气和氧气，磁控溅射功率是80～120w，磁控溅射时间为40～80min。
4.根据权利要求3所述的一种含贻贝足丝蛋白的复合涂层材料的制备方法，其特征在于：所述靶材在沉积前在10pa的纯氩气环境中溅射清洗10min，距离恒定为5cm，溅射台转速设置为3rpm，溅射完成后，继续在真空室中保存20min。
5.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：程洁，刘丁未，邓久帅，王书鹏，范磊，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：
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