本发明涉及一种铸造铝合金防腐蚀涂料及其制备表面复合膜的方法，属于铝合金铸造技术领域。
背景技术：
铝合金工件在使用的腐蚀环境中表现出较强的电化学腐蚀倾向，耐腐蚀性较差，需对其进行表面处理后使用。常用的防腐蚀的方法，如电镀法、喷涂法、微弧法、铬转化膜法、等离子体注入法、阳极氧化法等，它们具有较好的抗腐蚀能力，但前述方法要么防腐涂层质量较差，与基体结合力不大，要么对生物和环境有毒有害，要么成长条件要求苛刻，很难实现批量化生产，且成本高。并且大多是针对塑性成型的铝合金型材,有关铸造铝合金表面处理的研究和方法都较少。
发明专利zl2015104712048和zl2015104711806，和申请号为2015104722285、2015104709717、2015104710377和2015104720275的公开专利分别介绍了一种铝合金铸渗用涂料及利用其制备铸渗涂层的方法。这些涂料及方法的不足在于，涂料中的氧化剂cro3分解温度过低，浇注过程中反应过于剧烈，导致所形成的涂层质量难以控制。发明专利201710256406.x介绍了一种铸造铝合金型内氧化处理用涂料及利用其制备表面氧化层的方法，但是其骨料中使用了na2cr2o7，氧化层中含有cro3，其对生物和环境有毒有害。
技术实现要素：
为了克服现有技术中存在的不足,本发明的目的在于提供一种铸造铝合金防腐蚀涂料及其制备表面复合膜的方法，将本发明提供的防腐蚀涂料制备成铝合金工件表面的复合膜与基体结合力好，且可以提高铝合金的防腐蚀性能。
技术方案:
本发明提供了一种铸造铝合金防腐蚀涂料，由水和以下重量百分比的组分混合制成：骨料28％～32％、水性环氧树脂35％～40％、三乙胺0.3％、聚乙二醇0.2％～0.5％。
优选的，以所述涂料的重量为100％，所述骨料为由以下重量百分比的组分组成的纳米颗粒混合物：二氧化钛10％～12％、二氧化锆2％～3％、二氧化硅4％～6％、氧化锌8％～10％、二氧化铈0.2％～0.3％、三氧化铷0.05％～0.1％、三氧化二硼0.5％～1％、二氧化锰0.5％～1％、硼酸锌2％～3％、氧化钴0.1％～0.2％。
一种利用上述涂料制备表面复合膜的方法，包括以下步骤：
s1：将涂料涂覆在铸型型腔表面，120～140℃条件下烘干；
s2：将熔炼得到的铝液浇入涂覆有所述涂料的型腔内，所述涂料在所述铝液的热量作用下溶解并与所述铝液反应，在成型的铝合金工件表面形成致密的表面复合膜，所述表面复合膜由氧化物膜和盐膜复合而成。
为克服现有工艺的缺点,提高铸造铝合金的抗腐蚀性能,本发明采用型内处理的方法。即采用含多种纳米颗粒骨料的涂料涂敷在型腔表面,在铝液浇注过程中涂料中骨料与铝合金发生发应,成型后在铝合金工件表面形成致密的复合氧化物膜和盐膜，即所述的复合膜。相较于现有的表面处理技术，型内处理不需要专门的设备,不受铸件形状的限制,不仅可以提高铝合金铸件的耐腐蚀性能,而且充分利用金属液的余热及金属液凝固时的潜热,制造工序少,制造周期短,节约能源,降低生产成本。相较于发明专利zl2015104712048和zl2015104711806,和申请号为2015104722285、2015104709717、2015104710377和2015104720275的公开专利以及发明专利201710256406.x，本发明采用多种纳米颗粒骨料,浇注温度的高温下与al反应在工件的表面生成zr-ti-al-ce-mn-b-nd-zn-co-si等合金氧化物膜和复合盐膜如钛酸盐(al2tio3)，硅酸盐膜，锆酸盐膜等组成的致密的复合膜，提高工件表面的接触角和电阻，提高铝合金工件的防腐性能。
本发明具有以下有益效果：
(1)相较于现有的表面处理技术,型内处理不需要专门的设备,不受铸件形状的限制,制造周期短,节约能源,降低生产成本。
(2)涂料的纳米颗粒骨料中不含cr和铬酸盐。
(3)铝合金工件的表面生成zr-ti-al-ce-mn-b-nd-zn-co-si等合金氧化物膜和复合盐膜如钛酸盐(al2tio3)，硅酸盐膜，锆酸盐膜等组成的致密的复合膜，提高工件表面的接触角和电阻，提高铝合金工件的防腐蚀性能。
(4)工件表面复合膜中不含cr，安全无毒，对人和环境无毒无害。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
用水溶解水性环氧树脂溶液、三乙胺、聚乙二醇，加入骨料，搅拌，高速分散均匀后成涂料；将涂料刷涂(涂覆)在铸型型腔表面，140℃条件下烘干；将熔炼好的铝液浇入刷涂(涂覆)有涂料的铸型型腔内，铝液与铸型型腔表面的涂层中的骨料发生化学反应，在成型的铝合金工件表面，生成致密的复合氧化物膜和盐膜组成的膜即为所述的复合膜。
涂料组分及重量百分比：
其中骨料组分及重量百分比：
采用德国dataphysics公司提供的视频光学接触角测量仪(oca15pro)测量所得铝合金表面的接触角，结果显示，其静态接触角为160.2°，表现出较好的超疏水特性，可避免吸附有害物质而被污染或腐蚀。
实施例2：
用水溶解水性环氧树脂溶液、三乙胺、聚乙二醇，加入骨料，搅拌，高速分散均匀后成涂料；将涂料刷涂(涂覆)在铸型型腔表面，130℃条件下烘干；将熔炼好的铝液浇入刷涂(涂覆)有涂料的铸型型腔内，铝液与铸型型腔表面的涂层中的骨料发生化学反应，在成型的铝合金工件表面，生成致密的复合氧化物膜和盐膜组成的膜即为所述的复合膜。
涂料组分及质量百分比:
其中骨料组分及质量百分比：
采用德国dataphysics公司提供的视频光学接触角测量仪(oca15pro)测量所得铝合金表面的接触角，结果显示，其静态接触角为158.1°，表现出较好的超疏水特性，可避免吸附有害物质而被污染或腐蚀。
实施例3：
用水溶解水性环氧树脂溶液、三乙胺、聚乙二醇，加入骨料，搅拌，高速分散均匀后成涂料；将涂料刷涂(涂覆)在铸型型腔表面，120℃条件下烘干；将熔炼好的铝液浇入刷涂(涂覆)有涂料的铸型型腔内，铝液与铸型型腔表面的涂层中的骨料发生化学反应，在成型的铝合金工件表面，生成致密的复合氧化物膜和盐膜组成的膜即为所述的复合膜。
涂料组分及质量百分比：
其中骨料组分及质量百分比：
采用德国dataphysics公司提供的视频光学接触角测量仪(oca15pro)测量所得铝合金表面的接触角，结果显示，其静态接触角为161.4°，表现出较好的超疏水特性，可避免吸附有害物质而被污染或腐蚀。
实验例：
本发明方法加工制备的铝合金工件耐腐蚀性检测：
以本发明方法加工制备的铝合金工件和铸型型腔表面未作任何处理加工制备的铝合金工件为实验材料，分别将实施例方法与型腔表面未作任何处理加工制备的铝合金工件样品完全浸泡到3％nacl和1％双氧水溶液中，实验温度为室温，每隔24h换一次腐蚀液，分别在24h、48h、96h取出样品，清除表面腐蚀产物，去离子水冲洗干燥后称重，对比腐蚀前后质量损失率，如表1。
表1实验样品不同实验点时的质量损失率
表1结果可见，本发明方法加工制备的的铝合金工件与铸型型腔表面未作任何处理加工制备的铝合金工件相比，能有效提高其防腐性能。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。