本发明专利技术提供一种铝合金表面防腐方法，涉及金属表面镀层处理领域。该方法包括如下步骤：清洗和干燥；制备纳米TiO2溶胶；制备包裹了无机膜的铝合金；制备有机膜溶液，将硅烷偶联剂、无水乙醇和水混合，加入甲酸作为催化剂，调节pH为9～10，搅拌均匀后密封，经超声振荡后置30-40℃水浴中反应至凝胶状，即得有机凝胶；将有机凝胶、四氢呋喃和固化剂混合均匀，制得有机膜溶液；在包裹了无机膜的铝合金表面涂上有机膜溶液，得到表面包裹有机膜和无机膜的铝合金。本发明专利技术通过溶胶凝胶工艺在铝合金表面形成致密的纳米TiO2无机膜，再在铝合金表面包裹层有机膜，实现铝合金表面优异的防腐性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属表面镀层处理领域，具体涉及。
技术介绍
金属基材发生腐蚀的主要原因之一是由于表面与电解质溶液或潮湿的大气接触，产生各种腐蚀，而铝合金在空气中表面会形成氧化铝的保护膜，在一般大气环境下，该保护膜能够有效地保护铝合金基材。但在含有电解质的湿气中，例如海洋表面大气环境，铝合金表面会出现点蚀，严重破坏产品外观，同时导致产品使用寿命缩短。为了提高铝合金产品的耐腐蚀性能(或耐盐雾性能)，通常要对铝合金基材进行表面处理，如阳极氧化、烤漆等，但这些工艺都存在较大的环境污染，所以急需新的铝合金表面处理方法以取代阳极氧化、烤漆等技术。近年来，国内外对金属表面处理工艺研究很多，其中防腐技术中真空镀膜技术(PVD)是一种较环保的镀膜技术，PVD膜层具有高硬度、高耐磨性、良好的化学稳定性等优点，因此在金属表面防护领域的应用越来越广，而铝合金由于其标准电极电位与许多PVD功能性膜层的差异较大，极易造成电偶腐蚀，使得铝合金产品失效。目前在铝合金表面涂覆形成有机涂层研究较多，CN1341775A公开了由十二烷基硫酸钠、氢氧化钠、柠檬酸等九种原料组成的表面处理液，通过浸泡在铝合金表面形成镀层；CN101139500A公开了由硅烷耦合剂、有机金属化合物、硅酸盐、磷酸等成分的处理液，通过使用线棒均衡地刮涂在铝合金表面，加热烘干形成镀层，以改善铝合金的外观和物理化学性能。但这两种工艺方法形成的镀层厚度较薄，且与铝合金表面附着力较低，机械强度不好，大多不耐高温，在腐蚀介质中镀层易脱落，防腐效果较差。
技术实现思路
为了克服现有技术中，铝合金表面保护膜机械强度不好、不耐高温，抗腐蚀性差的问题，本专利技术提供一种铝合金表面防腐的方法。本专利技术的目的采用如下技术方案实现。，其特征于包括如下步骤(I)清洗和干燥将待处理的铝合金放入有机溶液中超声清洗，然后用去离子水进行漂洗，取出所述铝合金烘干；(2)制备纳米TiO2溶胶以酞酸丁酯为原料制备纳米TiO2溶胶；(3)制备包裹了无机膜的铝合金将清洗和干燥后的铝合金浸泡在纳米TiO2溶胶，，取出铝合金置空气中晾干，烘箱中烘干即得包裹了无机膜的铝合金。(4)制备有机膜溶液将硅烷偶联剂、无水乙醇和水按照体积比为I : 8 12 3 5混合，加入甲酸作为催化剂，调节pH为9 10，搅拌均匀后密封，经超声振荡后置30-40°C水浴中反应至凝胶状，即得有机凝胶；甲酸的加入量为硅烷偶联剂体积的5-15%。将有机凝胶、四氢呋喃和固化剂按照质量比为100: (300 400) : (2 4)混合均匀，制得有机膜溶液；(5)在包裹了无机膜的铝合金表面涂上有机膜溶液，得到表面包裹有机膜和无机膜的招合金。步骤(I)中所述有机溶液为乙醇、异丙醇、甲醇或丙酮，超声清洗30 60分钟，烘干温度为70°C 100°C。步骤(2)以酞酸丁酯为原料制备纳米TiO2溶胶的具体方法为按照体积比1:4 8将钛酸丁酯溶于无水乙醇，加入乙酰丙酮，搅拌15 30 min,得到溶液A ;所述乙酰丙酮与钛酸丁酯的摩尔比为O. 3 O. 5: I ；将硝酸和去离子水加入无水乙醇中，搅拌15 30 min，得到溶液B ;将溶液B滴加到溶液A中，18 25度搅拌2 4h，得到纳米TiO2溶胶；所述溶液B中的硝酸与溶液A中钛酸丁酯的摩尔比为O. 2 O. 4: I。步骤(3)中所述浸泡时间10 30 min，空气中晾干时间为O. 5-1. 5h，烘箱温度为80°C 100°C，烘干时间为2 4h。步骤(4)所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷或Y-环氧丙基醚基三甲氧基硅烷；搅拌转速为300-400 r/min，搅拌时间为2 4h ;超声振荡时间为Ih 3h ;所述固化剂为过氧化苯甲酰。有益效果本专利技术提供一种铝合金表面防腐的方法，通过溶胶凝胶工艺在铝合金表面形成致密的纳米TiO2无机膜，利用纳米TiO2优异的光催化效果，降低铝合金周围环境中电解质湿气的腐蚀作用，再在铝合金表面包裹层有机膜，实现铝合金表面优异的防腐性能。以这种方法制备的有机-无机膜，可与金属表面以化学键相结合，极大地增强了膜的附着能力和抗腐蚀能力。材料的制备工艺环保，是理想的可有效替代铬酸盐氧化膜的环境友好材料。具体实施例方式下面通过实施例来进一步描述本专利技术的技术方案。实施例I :(1)清洗和干燥将待处理的铝合金放入丙酮中超声清洗30分钟，然后用去离子水进行漂洗去除无机和有机污染物，取出铝合金放入70°C烘箱中快速烘干表面水，使得金属彻底除锈，表面达到干净光滑；(2)制备纳米TiO2溶胶以钛酸丁酯为原料制备纳米TiO2溶胶。将钛酸丁酯溶于无水乙醇，钛酸丁酯与无水乙醇的体积比为1:4。加入所述钛酸丁酯摩尔数O. 3倍的乙酰丙酮作为抑制剂，20度搅拌15 min，得到溶液A，待用；取IOOml无水乙醇,加入IOml的硝酸与20ml的去离子水，室温搅拌15min,得到溶液B0将溶液B滴加到溶液A中，20度搅拌2h，得到纳米TiO2溶胶。所述溶液B中硝酸与溶液A中钛酸丁酯的摩尔比为O. 2 :1。(3)制备包裹了无机膜的铝合金将清洗和干燥后的铝合金浸泡在纳米TiO2溶胶，浸泡lOmin，取出在空气中晾干lh，在80°C的烘箱中继续烘干2h，得到包裹了无机膜的招合金。(4)有机膜溶液的制备将乙烯基三甲氧基硅烷放在烧杯中，加入无水乙醇和水，再加入硅烷体积15%的甲酸作催化剂，调节pH值到9，用电动搅拌机在400rpm条件下搅拌2h使各相均匀混溶后，将溶液密封好，在超声波清洗机进行超声振荡lh，最后放置在35°C水浴中反应至凝胶状，即得有机凝胶；乙烯基三甲氧基硅烷、无水乙醇和水的体积比为1:8:3.取有机凝胶放于烧杯中，加入有机凝胶质量3倍的四氢呋喃(THF)并使其溶解，加入有机凝胶质量2%的固化剂过氧化苯甲酰，采用磁力搅拌机搅拌均匀，此溶液即有机膜溶液。(5)用提拉涂膜装置在包裹了无机膜的铝合金表面涂上有机膜溶液，得到表面包覆了有机膜和无机膜的铝合金。铝合金在有机膜溶液中的停留时间为lmin，提拉速度为27cm/min,反复涂膜3次,既得。实施例2 (1)清洗和干燥将待处理的铝合金放入乙醇中超声清洗60分钟，然后用去离子水进行漂洗去除无机和有机污染物，取出铝合金放入100°C烘箱中快速烘干表面水，使得金属彻底除锈，表面达到干净光滑；(2)制备纳米TiO2溶胶以钛酸丁酯为原料制备纳米TiO2溶胶。将钛酸丁酯溶于无水乙醇，钛酸丁酯与无水乙醇的体积比为1:8。加入所述钛酸丁酯摩尔数O. 5倍的乙酰丙酮作为抑制剂，25度搅拌30min，得到溶液A，待用；取IOOml无水乙醇，加入IOml的硝酸与20ml的去离子水，25度搅拌30min，得到溶液B0将溶液B滴加到溶液A中，25度搅拌4h，得到纳米TiO2溶胶。所述溶液B中硝酸与溶液A中钛酸丁酯的摩尔比为O. 4 :1.(3)制备包裹了无机膜的铝合金将清洗和干燥后的铝合金浸泡在纳米TiO2溶胶，浸泡30min，取出在空气中晾干I. 5h，在100°C的烘箱中继续烘干4h，得到包裹了无机膜的铝I=I -Wl O(4)有机膜溶液的制备将Y _(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷放在烧杯中，加入无水乙醇和水，再加入Y-(甲基丙烯本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铝合金表面防腐方法，其特征于包括如下步骤：？(1)清洗和干燥：将待处理的铝合金放入有机溶液中超声清洗，然后用去离子水进行漂洗，取出所述铝合金烘干；(2)制备纳米TiO2溶胶：以酞酸丁酯为原料制备纳米TiO2溶胶；？(3)制备包裹了无机膜的铝合金：将清洗和干燥后的铝合金浸泡在纳米TiO2溶胶，，取出铝合金置空气中晾干，烘箱中烘干即得包裹了无机膜的铝合金；(4)？制备有机膜溶液：将硅烷偶联剂、无水乙醇和水按照体积比为1∶8～12∶3～5混合，加入甲酸作为催化剂，调节pH为9～10，搅拌均匀后密封，经超声振荡后置30？40℃水浴中反应至凝胶状，即得有机凝胶；甲酸的加入量为硅烷偶联剂体积的5？15%；将有机凝胶、四氢呋喃和固化剂按照质量比为100:（300～400）:（2～4）混合均匀，制得有机膜溶液；(5)在包裹了无机膜的铝合金表面涂上有机膜溶液，得到表面包裹有机膜和无机膜的铝合金。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚义俊，刘斌，苏静，吴红艳，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：
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