【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有色金属表面处理与防腐蚀，具体为一种铝合金表面的耐腐蚀涂层及其制备方法。
技术介绍
1、铝合金由于其密度低、导热导电性强、可加工性和良好的机械性能，广泛应用于航空航天、船舶、汽车、建筑、交通、电子等领域。当应用于腐蚀性环境时，特别是在高腐蚀性海洋环境中，介质中存在某些活性阴离子(如cl－)，这些活性阴离子首先被吸附在铝合金表面并不致密的钝化膜中间漏出的多孔铝合金基体上，铝合金基体表面发生腐蚀，使其呈活化状态，而钝化膜处仍为钝态，这样就形成了活性—钝性腐蚀电池，由于阳极面积比阴极面积小得多，阳极电流密度很大，所以腐蚀往深处发展，金属表面很快就被腐蚀成小孔，这种现象被称为点蚀。
2、此外，由于铝合金表面自然形成的氧化膜是松散的、多孔的、亲水的，未受到氧化膜保护形成的裸露在腐蚀环境的、点孔状的铝合金因静电作用或范德华力吸引浮游状态的微生物，微生物逐步“定居”在点孔状铝合金表面，这使腐蚀电池的阳极区得以固定，并在表面不断增殖，分泌胞外高聚物，生成生物膜。生物膜不断生长、变厚，直至成熟，其成分较复杂，主要为含水量在95％以上的凝胶相，由细菌、胞外高聚物、腐蚀产物和悬浮颗粒等共同组成。生物膜的形成改变了金属表面的静电状态和润湿性质，利于细菌和其他微生物在界面上聚集生长，伴随着生物膜的成熟，金属表面的离子种类和氧化－还原电位急剧变化，并在膜内造成ph梯度，相继发生各种传质过程和复杂的化学反应。同时，细菌以生物膜的方式聚集在一起通过种间协作，充分利用双方的代谢产物，形成能量循环，如一众产酸菌和硫酸盐还原菌的协作关系等好
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种铝合金表面的耐腐蚀涂层及其制备方法，以解决
技术介绍
中提出的问题，旨在制造一种应用在高腐蚀性海水环境下耐电化学、微生物腐蚀且防结垢、超疏水的用于铝合金表面的涂层。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种铝合金表面的耐腐蚀涂层，由涂料涂布、固化、烘干获得，涂料包括以下重量份数的原料：
4、氟化聚氨酯丙烯酸酯40-60份；
5、抗菌改性双硫硅氧烷0.4-0.6份；
6、纳米二氧化钛1.6-2.4份；
7、硅酸乙酯37.38-56.07份；
8、氨水18-27份；
9、无水乙醇79-118.5份；
10、去离子水20-30份。
11、进一步的，所述氟化聚氨酯丙烯酸酯制备步骤如下：
12、将2g聚氨酯丙烯酸和0.2g三乙基三烯混合在含有3ml去离子水的均相水溶液中，将0.5g聚四氟乙烯和20μl三乙氧基硅烷滴加到上述水溶液中，然后将混合物磁力搅拌30min，得到氟化聚氨酯丙烯酸酯。
13、需要说明的是，三乙氧基硅烷与聚氨酯丙烯酸酯化学接枝，聚四氟乙烯与聚氨酯丙烯酸酯物理交联，两者联合赋予聚氨酯丙烯酸酯氟化基团和高聚特性。
14、进一步的，所述抗菌改性双硫硅氧烷制备步骤如下：
15、步骤一、将乙烯基三乙氧基硅烷与3,3′-二硫代二丙酸混合，在氮气气氛下，升温至90℃磁力搅拌，当混合体系澄清透明后升温至150℃反应20min，当有馏出物产生时降温至45℃下继续反应，直至无馏出物产生时停止反应，降温至室温，抽真空30min，得到黄色黏稠状的含二硫键聚硅氧烷；
16、步骤二、配制pdcl2/二甲基亚砜混合溶剂，用pbs缓冲液调节ph至4-5，加入吡啶硫酮和步骤一制得的含二硫键聚硅氧烷，在氮气气氛下，在80℃下均质化2h，制得抗菌改性双硫硅氧烷。
17、需要说明的是，吡啶硫酮及其盐是一种安全环保的化学品，广泛用于洗发水和化妆品，同时它也是一种抗菌剂，会破坏细菌的细胞质膜，导致细胞膜功能障碍和离子泄漏，是非常有效的阻断硫酸盐还原菌硫化作用的抑制剂，可以抑制硫酸盐还原菌的生长并破坏其生物膜。吡啶硫酮的结构包含一个吡啶环、一个巯基、一个氧离子和一个钠离子，吡啶硫酮的硫基和含二硫键聚硅氧烷发生巯基-二硫键交换反应，吡啶硫酮作为不对称r基接枝到含二硫键聚硅氧烷上，为涂层提供抗菌功能，并在实际应用场景中起到缓释抗菌剂的作用。
18、进一步的，步骤一所述乙烯基三乙氧基硅烷与3,3′-二硫代二丙酸的质量比为74.1:84.11。
19、进一步的，步骤一所述pdcl2/二甲基亚砜混合溶剂中pdcl2的浓度为0.025mmol/ml，pdcl2/二甲基亚砜混合溶剂、吡啶硫酮和含二硫键聚硅氧烷的用量比为2ml:0.5mmol:1mmol。
20、进一步的，所述纳米二氧化钛为粒径为50nm的金红石型二氧化钛纳米棒；硅酸乙酯纯度为99.9％；氨水为27.3％氨水。
21、进一步的，所述涂料制备步骤如下：
22、s1、将4g纳米二氧化钛通过超声处理均匀分散到10ml去离子水和10ml无水乙醇的混合物中，将250μl抗菌改性双硫硅氧烷加入纳米二氧化钛分散液，均质化12h，过滤，洗涤，105℃下干燥6h，得到抗菌改性tio2纳米核壳材料；
23、s2、将去离子水、氨水与硅酸乙酯在无水乙醇中在磁力搅拌下混合20min，得到sio2前驱体溶液，将氟化聚氨酯丙烯酸酯滴加到sio2前驱体溶液中原位聚合，反应12h，加入抗菌改性tio2纳米核壳材料，通过超声处理均匀分散在上述混合溶液中，得到涂料。
24、需要说明的是，为了降低弹性氟化聚氨酯丙烯酸酯的包裹性能，无机相sio2由水解正硅酸四乙酯形成的前驱体提供。
25、进一步的，步骤s2中去离子水、氨水、硅酸乙酯、无水乙醇、氟化聚氨酯丙烯酸酯与抗菌改性tio2纳米核壳材料的用量比为10ml:10ml:20ml:50ml:20g:1g。
26、一种铝合金表面的耐腐蚀涂层的制备方法包括以下步骤：
27、(1)将薄板结构的铝合金试片表面依次用400、600、800、1000、1200、2000和3000目的磨砂纸打磨，然后放在丙酮中超声清洗5min后用乙醇冲洗干净，置于干燥器内备用，得前处理后的铝合金试片；
28、(2)使用喷枪在0.4-0.6mpa的压力下将涂料喷涂到前处理后的铝合金试片上，在180℃下煅烧20min，得到铝合金表面耐腐蚀涂层。
29、需要说明的是，耐腐蚀涂层表面结构为致密的层状微纳米结构，实现了优异的超疏水性和低表面能改性。由于抗菌改性tio2纳米核壳材料的存在，耐腐蚀涂层表面的粗糙结构相对平坦，这是由于制备采用长晶型棒状纳米二氧化钛本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铝合金表面的耐腐蚀涂层，其特征在于：由涂料涂布、固化、烘干获得，涂料包括以下重量份数的原料：
2.根据权利要求1所述的一种铝合金表面的耐腐蚀涂层，其特征在于：所述氟化聚氨酯丙烯酸酯制备步骤如下：
3.根据权利要求1所述的一种铝合金表面的耐腐蚀涂层，其特征在于：所述抗菌改性双硫硅氧烷制备步骤如下：
4.根据权利要求2所述的一种铝合金表面的耐腐蚀涂层，其特征在于：步骤一所述乙烯基三乙氧基硅烷与3,3′-二硫代二丙酸的质量比为74.1:84.11。
5.根据权利要求2所述的一种铝合金表面的耐腐蚀涂层，其特征在于：步骤一所述PdCl2/二甲基亚砜混合溶剂中PdCl2的浓度为0.025mmol/mL，PdCl2/二甲基亚砜混合溶剂、吡啶硫酮和含二硫键聚硅氧烷的用量比为2mL:0.5mmol:1mmol。
6.根据权利要求1所述的一种铝合金表面的耐腐蚀涂层，其特征在于：所述纳米二氧化钛为粒径为50nm的金红石型二氧化钛纳米棒；硅酸乙酯纯度为99.9％；氨水为27.3％氨水。
7.根据权利要求1所述的一种铝合金表面
8.根据权利要求7所述的一种铝合金表面的耐腐蚀涂层，其特征在于：步骤S2中去离子水、氨水、硅酸乙酯、无水乙醇、氟化聚氨酯丙烯酸酯与抗菌改性TiO2纳米核壳材料的用量比为10mL:10mL:20mL:50mL:20g:1g。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的一种铝合金表面的耐腐蚀涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种铝合金表面的耐腐蚀涂层，其特征在于：由涂料涂布、固化、烘干获得，涂料包括以下重量份数的原料：
2.根据权利要求1所述的一种铝合金表面的耐腐蚀涂层，其特征在于：所述氟化聚氨酯丙烯酸酯制备步骤如下：
3.根据权利要求1所述的一种铝合金表面的耐腐蚀涂层，其特征在于：所述抗菌改性双硫硅氧烷制备步骤如下：
4.根据权利要求2所述的一种铝合金表面的耐腐蚀涂层，其特征在于：步骤一所述乙烯基三乙氧基硅烷与3,3′-二硫代二丙酸的质量比为74.1:84.11。
5.根据权利要求2所述的一种铝合金表面的耐腐蚀涂层，其特征在于：步骤一所述pdcl2/二甲基亚砜混合溶剂中pdcl2的浓度为0.025mmol/ml，pdcl2/二甲基亚砜混合溶剂、吡啶硫酮和...
【专利技术属性】
技术研发人员：周浩，
申请(专利权)人：天津诚德金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：
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