镁铝合金表面微囊包覆稀土元素自修复转化膜的制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于自修复转化膜的制备方法。
【背景技术】
[0002] 镁铝合金具有质量轻、比强度高、抗冲击性能好、导热导电性好以及易于回收利用 等优异性能，使其在军事、交通、通讯等领域具有广阔的应用前景。但由于其化学性质活泼、 耐蚀性差，严重制约了镁合金的广泛应用。化学转化处理是提高镁铝合金耐蚀性最简单的 方法，但普通的稀土转化膜在腐蚀环境下一段时间，膜层就会出现局部腐蚀现象，进一步腐 蚀就会损坏基体表面造成严重的损失。0.2-0.6%的稀土离子的涂层可以获得良好的防腐 效果，但是高含量的稀土却导致涂层出现微孔，所以仅通过提高缓蚀剂含量提高其耐蚀性 能是行不通的。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了解决现有方法得到的转化膜在腐蚀环境下，会出现局部腐 蚀，而高含量的稀土却导致涂层出现微孔的技术问题，提供了一种镁铝合金表面微囊包覆 稀土元素自修复转化膜的制备方法。
[0004] 镁铝合金表面微囊包覆稀土元素自修复转化膜的制备方法如下：
[0005] -、将明胶加入水中在35-55°C搅拌1 Omin，得到浓度为10-20g/L的明胶水溶液；
[0006] 将阿拉伯树胶加入水中在40°C搅拌lOmin，调节pH值为5-6.5，得到20-40g/L阿拉 伯树胶水溶液；
[0007] 二、在搅拌的条件下将阿拉伯树胶水溶液加入到明胶水溶液中，搅拌10-20min，阿 拉伯树胶水溶液与明胶水溶液的体积比为1:1，然后加入浓度为5-10g/L的稀土离子溶液， 在常温条件下搅拌6h，即得包覆缓释剂的微囊溶液；
[0008] 三、将包覆缓释剂的微囊溶液加入到转化膜溶液中，得到微囊包覆稀土转化膜溶 液，
[0009] 其中包覆缓释剂的微囊溶液与转化膜溶液体积比为1: 3，转化膜溶液中稀土浓度 为 5-10g/L，KBr 浓度为 5-20mg/L，H2O2 浓度为 5-10ml/L;
[0010] 四、将预处理后的镁合金作为基体，与正极电极之间附加12V的电压，沿着一个方 向匀速刷镀微囊包覆稀土转化膜溶液，刷镀时间为1 Omin，即得自修复转化膜。
[0011]步骤一中采用质量浓度为36%的HC1调节pH值。
[0012]步骤二中所述的稀土离子溶液中离子为铈离子。
[0013] 步骤四中所述的预处理过程如下：
[0014] 将镁铝合金切进行打磨、抛光处理，清洗后的镁合金放在NaOH浓度为45g/L、Na3P〇3 浓度为1 〇g/L、65°C水浴锅中，然后将镁合金放入除油液中15min后取出并用去离子水清洗， 然后酸洗，浸泡30S后取出用去离子水清洗，再75°C活化2min后取出用去离子水清洗，预处 理完成，酸洗液是浓度为5g/L柠檬酸，活化液中NaCl浓度为140g/L、HCl浓度为25g/L。
[0015] 本发明通过微囊载缓蚀剂方法制备的转化膜，在腐蚀环境下膜层逐渐会出现局部 腐蚀现象，这时微囊受外界因素影响破裂释放转化膜有效物质，在破损区补充损失掉的转 化膜含量修补受损区域，起到自修复作用。使转化膜耐蚀性提高，延长膜层服役时间，进而 使镁铝合金更广泛的被利用。本发明既可以提高转化膜缓蚀剂含量，又可以防止涂层由于 稀土离子含量过高而引起的微孔。
【附图说明】
[0016] 图1是实验一中所得自修复转化膜表面形貌图；
[0017] 图2是实验二中所得转化膜表面形貌图；
[0018] 图3是实验一中所得转化膜形貌图；
[0019] 图4是图3中转化膜表面微囊处的能谱图；
[0020] 图5是实验一中所得转化膜形貌图；
[0021]图6是图5中转化膜表面微囊处的能谱图；
[0022]图7是实验一所得自修复转化膜及实验二所得转化膜交流阻抗谱对比图，图中 -一表示实验二所得转化膜交流阻抗谱图，一^-表示实验一所得自修复转化膜交流阻抗 谱图；
[0023] 图8是实验一所得自修复转化膜在3.5 % NaCl溶液中浸泡Oh、4h、12h、24h、48h后的 自修复转化膜自腐蚀电流密度对比图，图中表示在3.5 % NaCl溶液中浸泡Oh后的自修 复转化膜自腐蚀电流密度，表示在3.5 %NaCl溶液中浸泡4h后的自修复转化膜自腐蚀 电流密度，-表示在3.5 %NaCl溶液中浸泡12h后的自修复转化膜自腐蚀电流密度， '·'··:表示在3.5 %NaCl溶液中浸泡24h后的自修复转化膜自腐蚀电流密度，表示在3.5 % NaCl溶液中浸泡48h后的自修复转化膜自腐蚀电流密度。
【具体实施方式】
[0024]本发明技术方案不局限于以下所列举【具体实施方式】，还包括各【具体实施方式】间的 任意组合。
[0025]【具体实施方式】一:本实施方式镁铝合金表面微囊包覆稀土元素自修复转化膜的制 备方法如下：
[0026] 一、将明胶加入水中在35-55°C搅拌lOmin，得到浓度为10-20g/L的明胶水溶液； [0027] 将阿拉伯树胶加入水中在40°C搅拌lOmin，调节pH值为5-6 · 5，得到20-40g/L阿拉 伯树胶水溶液；
[0028]二、在搅拌的条件下将阿拉伯树胶水溶液加入到明胶水溶液中，搅拌10_20min，阿 拉伯树胶水溶液与明胶水溶液的体积比为1:1，然后加入浓度为5-10g/L的稀土离子溶液， 在常温条件下搅拌6h，即得包覆缓释剂的微囊溶液；
[0029]三、将包覆缓释剂的微囊溶液加入到转化膜溶液中，得到微囊包覆稀土转化膜溶 液，
[0030] 其中包覆缓释剂的微囊溶液与转化膜溶液体积比为1:3，转化膜溶液中稀土浓度 为 5-10g/L，KBr 浓度为 5-20mg/L，H2〇2 浓度为 5-10ml/L;
[0031] 四、将预处理后的镁合金作为基体，与正极电极之间附加12V的电压，沿着一个方 向匀速刷镀微囊包覆稀土转化膜溶液，刷镀时间为1 Omin，即得自修复转化膜。
[0032]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是步骤一中采用质量浓度 为36%的HC1调节pH值。其它与【具体实施方式】一相同。
[0033]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二之一不同的是步骤二中所述 的稀土离子溶液中离子为铈离子。其它与【具体实施方式】一或二之一相同。
[0034]【具体实施方式】四：本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是步骤四中所述 的预处理过程如下：
[0035] 将镁铝合金切进行打磨、抛光处理，清洗后的镁合金放在NaOH浓度为45g/L、Na3P0 3 浓度为1 〇g/L、65°C水浴锅中，然后将镁合金放入除油液中15min后取出并用去离子水清洗， 然后酸洗，浸泡30S后取出用去离子水清洗，再75°C活化2min后取出用去离子水清洗，预处 理完成，酸洗液是浓度为5g/L柠檬酸，活化液中NaCl浓度为140g/L、HCl浓度为25g/L。其它 与【具体实施方式】一至三之一相同。
【具体实施方式】 [0036] 五:本实施方式与一至四之一不同的是步骤一中明胶 加入水中在38-52°C搅拌lOmin得到浓度为12-18g/L的明胶水溶液。其它与一 至四之一相同。
[0037]
【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之一不同的是步骤一中明胶 加入水中在40-50°C搅拌lOmin得到浓度为13-16g/L的明胶水溶液。其它与【具体实施方式】一 至五之一相同。
【具体实施方式】 [0038] 七:本实施方式与一至六之一不同的是步骤一中将阿 拉伯树胶加入水中在40°C搅拌lOmin，调节pH值为5.5,得到25g/L阿拉伯树胶水溶液。其它 与一至六之一相同。
【具体实施方式】 [0039] 八:本实施方式与一至七之一不同的是步骤一中将阿 拉伯树胶加入水中在40°C搅拌lOmin，调节pH值为6,得到30g/L阿拉伯树胶水溶液。其它与 一至七之一相同。
【具体实施方式】 [0040] 九:本实施方式与一至八之一不同的是步骤三中转化 膜溶液中稀土浓度为6_9g/L，KBr浓度为8-18mg/L，H 2〇2浓度为6-9ml/L。其它与具体实施方 式一至八之一相同。
【具体实施方式】 [0041] 十:本实施方式与一至九之一不同的是步骤三中转化 膜溶液中稀土浓度为7g/L，KBr浓度为15mg/L，H 2〇2浓度为7ml/L。其它与一至 九之一相同。
[0042]采用下述实验验证本发明效果：
[0043]实验一：
[0044]镁铝合金表面微囊包覆稀土元素自修复转化膜的制备方法如下：
[0045]