一種氟化碳納米管鋁合金固化膜成型液及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋁合金表面處理技術領域，尤其涉及一種氟化碳納米管鋁合金固化膜成型液及其制備方法。
【背景技術】
[0002]硅烷由于其獨特的分子結構、無毒環保、成本低、相容性好等特點開始被人們應用于金屬防腐領域。硅烷經過水解可以與金屬基體緊密的結合，在表面形成致密的膜層，對金屬有良好的保護效果。但是當硅烷膜本身多孔，對腐蝕介質侵蝕抵抗力比較弱，在腐蝕環境中，C1-等特別容易沿這些缺陷發生腐蝕，腐蝕產物在界面處的堆積會使界面形成應力區，造成膜層的剝離脫落，這樣硅烷膜一旦遭到破壞，無法進行自修復，很容易造成金屬基體的腐蝕。研究發現通過在硅烷膜中摻雜無機納米粒子和具有自修復功能的物質(如Ce、La等稀土金屬離子)制備有機-無機硅烷復合膜，可以有效的防止硅烷復合膜的這些缺陷。

【發明內容】

[0003]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種氟化碳納米管鋁合金固化膜成型液及其制備方法。
[0004]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種氟化碳納米管鋁合金固化膜成型液，它是由下述重量份的原料組成的:
硫酸鋁銨0.7-1、雙(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物100-110、鈦酸丁酯16-20、多壁碳納米管3-5、硝酸鈰0.8-1、三羥甲基丙烷0.3-1、聚四氟乙烯0.08-0.1、烴基丁二酸3-4、棕櫚蠟1-2、鄰苯二甲酸酯2-3、季戊四醇3-4、氟化鈣0.2-1。
[0005]—種所述的氟化碳納米管鋁合金固化膜成型液的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述雙(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物與去離子水、無水乙醇按1-2:3-4:90-100的體積比混合，超聲分散10-20分鐘，加入冰醋酸，調節ΡΗ為4-5，在20-30°C下保溫46-50小時，得偶聯劑溶液；
(2)將上述硫酸鋁銨加入到10-14倍水中，攪拌均勻；
(3)將上述棕櫚蠟、季戊四醇混合，加熱到70-80°C，加入上述鈦酸丁酯重量的16-20%，攪拌至常溫，得預混酯料；
(4)將上述硝酸鈰加入到其體積200-300倍、4-6%的乙醇溶液中，超聲1-2分鐘，加入鄰苯二甲酸酯，在80-90°C的水浴中，保溫攪拌10-16分鐘，冷卻，為稀土醇酯溶液；
(5)將上述剩余的鈦酸丁酯與無水乙醇、乙酸按1-2:25-30:2-3的體積比混合，攪拌均勻，加入上述稀土醇酯溶液，陳化20-24小時，加入預混酯料，在80-90°C的水浴中保溫攪拌6-10分鐘，得改性二氧化鈦溶膠；
(6)將上述聚四氟乙烯、多壁碳納米管混合加入到電阻爐中，在480-500°C下加熱反應5-6小時，冷卻出爐，將產物水洗、烘干，得氟化碳納米管；
(7)將上述三羥甲基丙烷加入到80-100倍無水乙醇中，攪拌均勻，加入氟化碳納米管，超聲17-20分鐘，與步驟(2)的硫酸鋁銨溶液混合，繼續超聲1-2分鐘，得超聲乳液；
(8)將上述烴基丁二酸與氟化鈣混合，在80-90°C下保溫攪拌3-5分鐘，與上述超聲乳液混合，攪拌20-30分鐘，加入上述偶聯劑溶液、改性二氧化鈦溶膠，加入剩余各原料，攪拌均勻，在75-80°C下蒸餾1-2小時，冷卻，即得。
[0006]所述的一種氟化碳納米管鋁合金固化膜成型液，該鋁合金固化膜成型液的使用方法為:
(1)將鋁合金用碳化硅砂紙打磨后，再用〇.5 μπι的金剛石研磨膏拋光，之后依次用丙酮、乙醇、水三種溶劑超聲清洗，將清洗好的樣品分別在1.8-2%Na0H溶液及4-5%的ΗΝ03溶液中進行處理，最后用去離子水超聲清洗，氮氣干燥備用；
(2)將處理好的鋁合金用浸漬法在上述溶液中提拉成膜，成膜后送入干燥箱中，115-120°C下固化110_120min，即得固化膜。
[0007]本發明的優點是:
本發明加入的碳納米管化學性質非常穩定，其C-C單鍵是自然界中最穩定的化學鍵，能夠有效的提高基材表面涂膜的耐蝕性和機械性能；
本發明加入了稀土硝酸鹽，經鈍化形成的氧化物和氫氧化物可以與有機硅烷的網狀結構形成協同作用，與碳納米管、二氧化碳形成致密的涂層，有效的抑制了陰極去極化反應和陽極溶解反應，降低了腐蝕速率，起到良好的防護作用；
本發明中二氧化鈦的加入使硅烷復合膜的致密性增加，有效的阻止了 C1-、H20和02等腐蝕離子的侵蝕，能夠抑制腐蝕產物的擴散，由于小孔阻塞效應，阻止腐蝕的進一步發生，這是因為一部分T1H基團將會和金屬表面的羥基、S1-ΟΗ發生反應，在鋁合金基體表面協同吸附，這就有效的增強了膜層與基體的結合力，克服了單純硅烷膜易于在基體表面剝離的缺點；
本發明在多壁碳納米管表面生成了 C-F鍵，可以改善與二氧化鈦粒子在涂膜中的分散性，有效的降低團聚，同時還可以提高涂膜表面的抗水性；
本發明的復合膜對鋁合金基體具有優異的保護性能，可以有效抑制陽極溶解反應，多壁碳納米管可以與二氧化鈦、雙(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物的官能團結合成鍵，起到了增加膜的致密性，提高了涂膜的穩定性的效果，可以有效的阻止腐蝕介質的浸入，從而提尚抗腐蝕性能。
[0008]本發明的固化膜表面抗水性強，與鋁合金基材的粘結強度高，對鋁合金的保護效果好。
【具體實施方式】
[0009]—種氟化碳納米管鋁合金固化膜成型液，它是由下述重量份的原料組成的:
硫酸鋁銨0.7、雙(γ三乙氧基硅基丙基)四硫化物100、鈦酸丁酯16、多壁碳納米管3、硝酸鈰0.8、三羥甲基丙烷0.3、聚四氟乙烯0.08、烴基丁二酸3、棕櫚蠟1、鄰苯二甲酸酯2、季戊四醇3、氟化鈣0.2。
[0010]—種所述的氟化碳納米管鋁合金固化膜成型液的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述雙(γ三乙氧基硅基丙基)四硫化物與去離子水、無水乙醇按1:3:90的體積比混合，超聲分散10分鐘，加入冰醋酸，調節ΡΗ為4,在20°C下保溫46小時，得偶聯劑溶液；
(2)將上述硫酸鋁銨加入到10倍水中，攪拌均勻；
(3)將上述棕櫚蠟、季戊