一种添加石墨烯微弧氧化环氧锶黄复合涂层及制备方法与流程

本发明涉及金属表面腐蚀防护
技术领域：
，特别涉及一种添加石墨烯微弧氧化环氧锶黄复合涂层及制备方法。
背景技术：
：环氧锶黄涂料在涂装的过程中，发现环氧锶黄涂层与基体之间结合力普遍不高有待进一步提高。针对涂料与基体之间结合强度不高的问题，主要采用对基体进行预处理解决。现多采用喷砂，清除基体表面杂质的基础上，增加粗糙度，提高涂层与基体之间的结合。喷砂处理会对铝合金基体造成一定的损伤。技术实现要素：发明的目的在于提供一种添加石墨烯微弧氧化环氧锶黄复合涂层及制备方法，在微弧氧化电解液中加入石墨烯，得到石墨烯微弧氧化层。采用喷涂的方式将将环氧锶黄涂料涂覆在石墨烯微弧氧化层上以提高环氧锶黄与基体的结合及复合涂层的耐腐蚀性能，以解决上述
背景技术：
中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种添加石墨烯微弧氧化环氧锶黄复合涂层，包括环氧锶黄涂料和加入石墨烯的微弧氧化电解液，所述环氧锶黄涂料包括a组分和b组分，所述a组分包括环氧树脂、颜填料、助剂以及石墨烯复合填料，b组分包含固化剂；所述微弧氧化电解液的配方如下：na2sio310~15g/l，koh2~5g/l，kf3~5g/l，添加剂为0.3-0.5g/l石墨烯溶液。进一步地，微弧氧化电解液的配方如下：na2sio310g/l，koh5g/l，kf5g/l，添加剂为0.5g/l石墨烯溶液。进一步地，微弧氧化电解液的配方如下：na2sio312.5g/l，koh3.5g/l，kf4g/l，添加剂为0.4g/l石墨烯溶液。进一步地，微弧氧化电解液的配方如下：na2sio315g/l，koh2g/l，kf3g/l，添加剂为0.3g/l石墨烯溶液。进一步地，微弧氧化电解液的ph为9-10。本发明要解决的另一技术问题是：提供一种添加石墨烯微弧氧化环氧锶黄复合涂层的制备方法，包括如下步骤：s1：在反应容器中加入na2sio3和kf，加入koh调节ph，再加入石墨烯进行10min超声处理制得石墨烯微弧氧化层；s2：采用喷涂的方式将环氧锶黄涂料涂覆在石墨烯微弧氧化层上；s3：将s2的石墨烯微弧氧化层对铝合金表面进行预处理，通过冶金结合的方式生成陶瓷层。进一步地，步骤s1中微弧氧化工艺的参数为：固定频率500hz，占空比10-15%，电压为350v，恒压模式下电解时间12min。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的添加石墨烯微弧氧化环氧锶黄复合涂层及制备方法，本发明在微弧氧化电解液中加入石墨烯，得到石墨烯微弧氧化层。采用喷涂的方式将将环氧锶黄涂料涂覆在石墨烯微弧氧化层上，微弧氧化可以在铝合金表面通过冶金结合的方式生成陶瓷层。生成的陶瓷层可以很好增强铝合金耐腐蚀性能，微弧氧化表面缺陷较多、粗糙度较大，通过加入石墨烯可以很好的改善这些缺陷。微弧氧化制备完成之后，需要进行封孔处理，将石墨烯陶瓷层与环氧锶黄涂层复合，不仅对陶瓷层进行了封孔处理，而且可以提高环氧锶黄涂层与基体的结合强度，增强涂层的耐腐蚀性能，因此，本发明与喷砂预处理条件下的环氧锶黄复合涂层相比，通过将石墨烯添加在微弧氧化层中解决了微弧氧化层表面缺陷问题，同时将环氧锶黄涂层与石墨烯微弧氧化相结合解决了环氧锶黄涂层与基体结合不高、整个防护体系耐腐蚀性能不佳的问题。附图说明图1为本发明的复合涂层在干湿条件下的附着力测试宏观形貌图；图2为本发明的预处理条件下复合涂层eis喷砂nyquist图；图3为本发明的预处理条件下复合涂层eis喷砂bode图；图4为本发明的预处理条件下复合涂层eis未添加石墨烯陶瓷层nyquist图；图5为本发明的预处理条件下复合涂层eis未添加石墨烯陶瓷层bode图；图6为本发明的预处理条件下复合涂层eis添加石墨烯陶瓷层nyquist图；图7为本发明的预处理条件下复合涂层eis添加石墨烯陶瓷层bode图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例中：一种添加石墨烯微弧氧化环氧锶黄复合涂层，包括环氧锶黄涂料和加入石墨烯的微弧氧化电解液，环氧锶黄涂料包括a组分和b组分，所述a组分包括环氧树脂、颜填料、助剂以及石墨烯复合填料，b组分包含固化剂；所述微弧氧化电解液的配方如下：na2sio310~15g/l，koh2~5g/l，kf3~5g/l，添加剂为0.3-0.5g/l石墨烯溶液。实施例1：一种添加石墨烯微弧氧化环氧锶黄复合涂层，微弧氧化电解液的配方如下：na2sio310g/l，koh5g/l，kf5g/l，添加剂为0.5g/l石墨烯溶液。一种添加石墨烯微弧氧化环氧锶黄复合涂层的制备方法，包括如下步骤：步骤1：在反应容器中加入na2sio3和kf，加入koh调节ph至10，再加入石墨烯进行10min超声处理制得石墨烯微弧氧化层，微弧氧化工艺的参数为：固定频率500hz，占空比10-15%，电压为350v，恒压模式下电解时间12min，微弧氧化是指铝、镁、钛等金属通过弧光放电产生的瞬时高温高压，在基体表面原位生长出基体氧化物为主的陶瓷层；步骤2：采用喷涂的方式将环氧锶黄涂料涂覆在石墨烯微弧氧化层上，以提高环氧锶黄与基体的结合及复合涂层的耐腐蚀性能；步骤3：将s2的石墨烯微弧氧化层对铝合金表面进行预处理，通过冶金结合的方式生成陶瓷层，不仅可以降低随铝合金表面的损伤，而且可以增强涂层与基体的结合，提高涂层耐腐蚀性能。生成的陶瓷层可以很好增强铝合金耐腐蚀性能，微弧氧化表面缺陷较多、粗糙度较大，通过加入石墨烯可以很好的改善这些缺陷。微弧氧化制备完成之后，需要进行封孔处理，将石墨烯陶瓷层与环氧锶黄涂层复合，不仅对陶瓷层进行了封孔处理，而且可以提高环氧锶黄涂层与基体的结合强度，增强涂层的耐腐蚀性能。实施例2：一种添加石墨烯微弧氧化环氧锶黄复合涂层，微弧氧化电解液的配方如下：na2sio312.5g/l，koh3.5g/l，kf4g/l，添加剂为0.4g/l石墨烯溶液，微弧氧化电解液的ph为9.5。一种添加石墨烯微弧氧化环氧锶黄复合涂层的制备方法，包括如下步骤：步骤1：在反应容器中加入na2sio3和kf，加入koh调节ph至10，再加入石墨烯进行10min超声处理制得石墨烯微弧氧化层，微弧氧化工艺的参数为：固定频率500hz，占空比10-15%，电压为350v，恒压模式下电解时间12min，微弧氧化是指铝、镁、钛等金属通过弧光放电产生的瞬时高温高压，在基体表面原位生长出基体氧化物为主的陶瓷层；步骤2：采用喷涂的方式将环氧锶黄涂料涂覆在石墨烯微弧氧化层上，以提高环氧锶黄与基体的结合及复合涂层的耐腐蚀性能；步骤3：将s2的石墨烯微弧氧化层对铝合金表面进行预处理，通过冶金结合的方式生成陶瓷层，不仅可以降低随铝合金表面的损伤，而且可以增强涂层与基体的结合，提高涂层耐腐蚀性能。生成的陶瓷层可以很好增强铝合金耐腐蚀性能，微弧氧化表面缺陷较多、粗糙度较大，通过加入石墨烯可以很好的改善这些缺陷。微弧氧化制备完成之后，需要进行封孔处理，将石墨烯陶瓷层与环氧锶黄涂层复合，不仅对陶瓷层进行了封孔处理，而且可以提高环氧锶黄涂层与基体的结合强度，增强涂层的耐腐蚀性能。实施例3：一种添加石墨烯微弧氧化环氧锶黄复合涂层，微弧氧化电解液的配方如下：na2sio315g/l，koh2g/l，kf3g/l，添加剂为0.3g/l石墨烯溶液。一种添加石墨烯微弧氧化环氧锶黄复合涂层的制备方法，包括如下步骤：步骤1：在反应容器中加入na2sio3和kf，加入koh调节ph至10，再加入石墨烯进行10min超声处理制得石墨烯微弧氧化层，微弧氧化工艺的参数为：固定频率500hz，占空比10-15%，电压为350v，恒压模式下电解时间12min，微弧氧化是指铝、镁、钛等金属通过弧光放电产生的瞬时高温高压，在基体表面原位生长出基体氧化物为主的陶瓷层；步骤2：采用喷涂的方式将环氧锶黄涂料涂覆在石墨烯微弧氧化层上，以提高环氧锶黄与基体的结合及复合涂层的耐腐蚀性能；步骤3：将s2的石墨烯微弧氧化层对铝合金表面进行预处理，通过冶金结合的方式生成陶瓷层，不仅可以降低随铝合金表面的损伤，而且可以增强涂层与基体的结合，提高涂层耐腐蚀性能。生成的陶瓷层可以很好增强铝合金耐腐蚀性能，微弧氧化表面缺陷较多、粗糙度较大，通过加入石墨烯可以很好的改善这些缺陷。微弧氧化制备完成之后，需要进行封孔处理，将石墨烯陶瓷层与环氧锶黄涂层复合，不仅对陶瓷层进行了封孔处理，而且可以提高环氧锶黄涂层与基体的结合强度，增强涂层的耐腐蚀性能。通过上述三个实施例制得的石墨烯陶瓷层与环氧锶黄涂层复合进行拉拔测试及耐腐蚀性能测试，相比于未添加石墨烯陶瓷层复合涂层表现出更好的耐腐蚀性能，如图1为喷砂预处理、未添加石墨烯陶瓷层复合涂层、添加石墨烯陶瓷层复合涂层在干湿添加附着力宏观形貌。表1为不同附着力干湿附着力大小复合涂层形式干附着力（mpa）湿附着力（mpa）喷砂6.236.02未添加石墨烯陶瓷层11.3510.95添加石墨烯陶瓷层8.798.57喷砂涂层的破坏形式为底漆与基体脱开，未添加石墨烯陶瓷层复合涂层的破坏形式为少部分底漆与基体脱开，添加石墨烯陶瓷层复合涂层破坏形式为一部分底漆与基体脱开。从表1中可以看出未添加石墨烯微弧氧化陶瓷层的附着力明显大于其他两者，喷砂处理的复合涂层附着力较小。不论对于哪种复合涂层，干湿条件下的附着力大小都差异不大，均小幅度下降。从图1可以看出未添加石墨烯陶瓷层表面有大量的微孔以及微裂纹，这些缺陷可能加强了复合涂层之间的机械咬合，增强了附着力。图2-7为不同预处理条件下复合涂层eis图，从图中可以看出，不同预处理条件下，复合涂层的阻抗值均出现下降，喷砂处理的复合涂层阻抗值下降半个数量级，未添加石墨烯陶瓷层刚开始还可以保持较好的耐蚀性能，但72h之后涂层的阻抗值迅速减小，到120h时阻抗值已经下降两个数量级，复合涂层已经彻底失效。分析原因，腐蚀介质透过涂层，到达陶瓷层与环氧锶黄涂层界面时，由于未添加石墨烯涂层的陶瓷层有大量的微孔与缝隙，腐蚀介质透过这些缺陷，迅速腐蚀陶瓷层，导致陶瓷层与涂层结合力下降，涂层完全失效。对于添加石墨烯陶瓷层复合涂层虽然结合力比未添加石墨烯陶瓷层复合涂层低，但添加石墨烯陶瓷层复合涂层的阻抗值只有小幅度的下降，耐蚀性能基本没有发生变化。综上所述，本发明提出的添加石墨烯微弧氧化环氧锶黄复合涂层及制备方法，本发明在微弧氧化电解液中加入石墨烯，得到石墨烯微弧氧化层。采用喷涂的方式将将环氧锶黄涂料涂覆在石墨烯微弧氧化层上，微弧氧化可以在铝合金表面通过冶金结合的方式生成陶瓷层。生成的陶瓷层可以很好增强铝合金耐腐蚀性能，微弧氧化表面缺陷较多、粗糙度较大，通过加入石墨烯可以很好的改善这些缺陷。微弧氧化制备完成之后，需要进行封孔处理，将石墨烯陶瓷层与环氧锶黄涂层复合，不仅对陶瓷层进行了封孔处理，而且可以提高环氧锶黄涂层与基体的结合强度，增强涂层的耐腐蚀性能，因此，本发明与喷砂预处理条件下的环氧锶黄复合涂层相比，通过将石墨烯添加在微弧氧化层中解决了微弧氧化层表面缺陷问题，同时将环氧锶黄涂层与石墨烯微弧氧化相结合解决了环氧锶黄涂层与基体结合不高、整个防护体系耐腐蚀性能不佳的问题。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12