专利名称：镁合金基体表面防腐用有机硅溶胶-凝胶涂层的制备方法
技术领域：
本发明涉及金属表面处理技术领域，具体涉及一种镁合金基体表面防腐用有机硅溶胶-凝胶涂层的制备方法。
背景技术：
镁合金具以低密度而著称，被认为是汽车工业等领域中铝合金及有色金属的优秀的替代品。然而，镁合金的化学性质活泼，不像铝合金能够在表面形成致密的钝化层，因此其耐腐蚀性非常差，极大地限制了其实际应用。为了提高镁合金的服役寿命，常常采用在镁合金基体表面制备涂层，以及对镁合金基体进行微弧氧化等方法进行保护。近年来，有机硅溶胶-凝胶涂层因具有优异的耐热、力学性能、抗腐蚀性能以及与金属基体具有优良的结合力而备受关注。有机硅溶胶-凝胶涂层一般采用烷氧基硅烷为前躯体，在水解催化剂存在条件下，通过前驱体的水解-缩合反应而制得，在该过程中水解反应与缩合反应同时发生，其反应方程如下:
权利要求
1.镁合金基体表面防腐用有机硅溶胶-凝胶涂层的制备方法，采用烷氧基硅烷为前躯体，将前驱体、有机溶剂与水解催化剂均匀混合后得到烷氧基硅烷水解防腐液；将该防腐液涂抹、喷雾或旋涂在镁合金基体表面后进行加热处理，待干燥后得到有机硅溶胶-凝胶涂层，或者将镁合金基体浸溃在该防腐液中一定时间，取出后进行加热处理，待干燥后得到有机硅溶胶-凝胶涂层；其特征是所述的催化剂是金属铈的盐类化合物和/或金属镧的盐类化合物，所述的金属铈的盐类化合物中铈离子呈三价阳离子和/或四价阳离子。
2.根据权利要求I所述的镁合金基体表面防腐用有机硅溶胶-凝胶涂层的制备方法，其特征是所述的金属铈的盐类化合物包括CeCl3、Ce (NO3) 3、Ce2 (SO4) 3、Ce (SO4) 2中的一种或多种。
3.根据权利要求I所述的镁合金基体表面防腐用有机硅溶胶-凝胶涂层的制备方法，其特征是所述的金属镧的盐类化合物包括LaCl3、La (NO3) 3、La2 (SO4)中的一种或多种。
4.根据权利要求I所述的镁合金基体表面防腐用有机硅溶胶-凝胶涂层的制备方法，其特征是所述的烷氧基硅烷是指分子中至少有一个Si-OR单元的有机硅化合物及其混合物，其中 R 为 CH3-、CH3CH2-, CH3CH2CH2-, CH3CH2CH2CH2-, -CH (CH3)2 中的一种。
5.根据权利要求I所述的镁合金基体表面防腐用有机硅溶胶-凝胶涂层的制备方法，其特征是所述的烧氧基娃烧包括四甲氧基娃烧、甲基二甲基氧娃烧、乙稀基二甲氧基、丙基二甲氧基娃烧、苯基二甲氧基娃烧、十二烧基二甲氧基娃烧、疏基丙基二甲氧基娃烧、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、烷氧基硅烷为四乙氧基硅烷、甲基三乙基氧硅烷、乙烯基三乙氧基、丙基三乙氧基娃烧、苯基二乙氧基娃烧、十二烧基二乙氧基娃烧、疏基丙基二乙氧基娃烧、甲基丙稀酸氧基丙基二乙氧基娃烧、环氧丙氧基丙基二乙氧基娃烧、二甲基二乙氧基娃烧中的至少一种。
6.根据权利要求I所述的镁合金基体表面防腐用有机硅溶胶-凝胶涂层的制备方法，其特征是所述的有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二甘醇二甲醚、1，3-二氧杂环戊烷、二氧六环、四氢呋喃、丙酮、乙腈、N，N-2甲基甲酰胺、二甲亚砜中的一种或多种的混合物。
7.根据权利要求I至6中任一权利要求所述的镁合金基体表面防腐用有机硅溶胶-凝胶涂层的制备方法，其特征是所述的催化剂质量占烷氧基硅烷质量的10_6 O. 1，优选为1(Γ5 1(Γ2。
8.根据权利要求I至6中任一权利要求所述的镁合金基体表面防腐用有机硅溶胶-凝胶涂层的制备方法，其特征是将前驱体、有机溶剂与水解催化剂在温度为20°C 150°C条件下均匀混合后得到烷氧基硅烷水解防腐液，优选温度为25°C 100°C。
9.根据权利要求I至6中任一权利要求所述的镁合金基体表面防腐用有机硅溶胶-凝胶涂层的制备方法，其特征是所述的加热温度为35°C 200°C，优选为50 150°C。
10.根据权利要求I至6中任一权利要求所述的镁合金基体表面防腐用有机硅溶胶-凝胶涂层的制备方法，其特征是所述的加热时间为10分钟 180分钟，优选30分钟 90分钟。
全文摘要
本发明提供了一种镁合金基体表面防腐用有机硅溶胶-凝胶涂层的制备方法。该方法采用烷氧基硅烷为前躯体，以金属铈的盐类化合物和/或金属镧的盐类化合物作为催化剂，通过水解-缩合反应得到有机硅溶胶-凝胶涂层。实验证实，与常用的酸性催化剂相比，本发明提供的催化剂不但对烷氧基硅烷具有高的催化水解能力，并且本身具有减缓金属腐蚀的作用，因此用该催化剂制得的有机硅溶胶-凝胶涂层比传统的酸催化制得的有机硅溶胶-凝胶涂层能为镁合金提供更好的防腐蚀效果。
文档编号C09D5/08GK103254762SQ20131004168
公开日2013年8月21日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者彭叔森, 乌学东, 曾志翔, 彭立明, 曹慧军, 吴斌 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所, 上海交通大学