本发明属于铝合金领域，具体涉及一种铝合金表面用高性能涂料。
背景技术：
铝合金的密度较低、耐腐蚀性能好、比强度高、容易加工成型，使得铝合金制品在海洋环境和航空领域得到广泛的应用，在常规大气腐蚀环境中，铝合金表面能够形成致密的氧化物保护膜而具有较好的耐蚀性，但是在沿海和内陆湿热环境下，由于环境中含有氯化物、硫化物等有害腐蚀介质，铝合金结构具有很强的腐蚀敏感性，与其它材料相比，铝合金材料的腐蚀问题尤为突出，在海洋环境中，铝合金很容易发生小孔腐蚀，主要由于铝合金表面的局部区域会受到氯离子的侵蚀作用，铝合金表面致密的钝化膜发生破裂，出现向内部发展的小孔，而其他部分腐蚀较为轻微，因此，如何更好的防护铝合金是所需要就解决的技术问题，现有的涂料对铝合金表面涂覆处理耐腐蚀性能一般，同时海水中含有大量的微生物，会腐蚀分解涂层，造成涂层寿命大幅度缩短，无法满足市场需求。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种铝合金表面用高性能涂料。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种铝合金表面用高性能涂料，按重量份计由以下成分制成：聚丙烯酸酯乳液80-90、二甲基乙醇胺5-8、异丙醇15-20、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯6-8、改性纳米硅藻土16-20、偶联剂1-3、高性能碳纤维8-12、纳米三氧化钼2-3、氟碳树脂16-24、流平剂1.2-1.5；
所述改性纳米硅藻土制备方法为：
向反应釜内添加去离子水，然后再向去离子水中均匀分散纳米硅藻土，配制成质量分数为22.8%的纳米硅藻土分散液，然后向纳米硅藻土分散液中添加纳米硅藻土质量1.5%的2-疏基苯并噻唑、0.12%的copcs催化剂，以1200r/min转速搅拌30min，然后再添加纳米硅藻土质量1.2%的叔丁胺，加热至65℃，通入氧气，使得反应釜内压力为0.42mpa，然后保持3小时，再降低至室温，过滤，洗涤，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述高性能碳纤维制备方法包括以下步骤：
（1）碳纤维预处理：将聚硼硅氧烷、二甲苯可溶煤沥青、碳纤维均匀混合后，添加到甲苯中，然后再添加到反应釜内，通入氦气，排出反应釜内空气，在210-215℃下搅拌反应5小时，然后自然冷却至室温，过滤，洗涤，烘干至恒重，得到预处理碳纤维；
（2）磷酸处理：将上述处理后的预处理碳纤维浸泡到磷酸溶液中，在55℃下超声波处理35min，然后自然静置1小时，然后再过滤，洗涤，烘干至恒重，得到磷酸化预处理碳纤维；
（3）原位改性处理：将上述得到的磷酸化预处理碳纤维浸泡到乙醇、氨水、去离子水的混合溶液中，在42℃水浴温度下，以200r/min转速搅拌40min，然后再缓慢滴加正硅酸乙酯，然后调节温度至55℃，以500r/min转速搅拌5小时，然后再进行过滤，洗涤，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述二甲苯可溶煤沥青制备方法为：将煤沥青粉碎至1200目，得到煤沥青粉末，然后将煤沥青粉末添加到二甲苯中，加热至60℃，再添加煤沥青粉末质量1.2%的二月桂酸二丁基锡，以1200r/min转速搅拌40min，然后静置1小时，过滤，取滤液，将滤液再132℃下减压蒸馏5小时，除去二甲苯，得到固体二甲苯可溶煤沥青。
进一步的，所述聚鹏硅氧烷、二甲苯可溶煤沥青、碳纤维、甲苯混合质量比为3:5:18:32。
进一步的，所述磷酸溶液浓度为0.38mol/l。
进一步的，所述超声波频率为40khz，功率为850w。
进一步的，所述磷酸化预处理碳纤维浸泡到乙醇、氨水、去离子水的混合溶液中，磷酸化预处理碳纤维、乙醇、氨水、去离子水混合比例为115g：65ml：80ml：300ml。
进一步的，所述偶联剂为有机硅烷偶联剂。
进一步的，所述流平剂为硅油。
有益效果：本发明制备的涂料能够通过形成的致密的表面涂层的屏蔽作用有效的阻止腐蚀介质与铝合金表面接触，屏蔽了水、氧、离子等腐蚀因子的流通，涂层隔断了腐蚀电池的通路，增大了电阻，从而对铝合金起到了良好的防腐效果，本发明通过制备的高性能纤维与氟碳树脂的协同作用，能够有效的防止涂层因昼夜交替产生的张力变化诱导涂层失效开裂的现象发生，通过2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯与改性纳米硅藻土的协同作用，能够一定程度上提高涂层的耐老化性能，降低涂层因光老化产生酮、醇、酸等小分子结构促使老化进程的发展，通过各成分的协同作用，能够有效的提高涂层的化学稳定性，抑制海洋中水分子等电解质透过涂层孔隙与应力作用下会向内渗透，导致涂层与铝合金基体表面之间的附着力降低现象发生，海洋中微表面生物参与生物腐蚀与降解形式非常多样化，大量微生物附着在材料表面形成一层菌膜，并进一步的形成微型生物粘膜，这种生物粘膜污染不仅影响涂层表面的腐蚀进程，同时也在很大程度上影响了铝合金设备的使用性能，本发明制备的高性能涂料形成的涂膜表面具有较高的接触角，疏水性能优异，能够更好的防止海洋污染物附着，抑制生物粘膜的形成，达到良好的防污效果，同时也避免了涂层被生物腐蚀，同时，在经过长时间浸泡后，涂膜表面接触角降低幅度较小，能够长时间保持较好的疏水性能。
具体实施方式
实施例1
一种铝合金表面用高性能涂料，按重量份计由以下成分制成：聚丙烯酸酯乳液80、二甲基乙醇胺5、异丙醇15、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯6、改性纳米硅藻土16、偶联剂1、高性能碳纤维8、纳米三氧化钼2、氟碳树脂16、流平剂1.2；
所述改性纳米硅藻土制备方法为：
向反应釜内添加去离子水，然后再向去离子水中均匀分散纳米硅藻土，配制成质量分数为22.8%的纳米硅藻土分散液，然后向纳米硅藻土分散液中添加纳米硅藻土质量1.5%的2-疏基苯并噻唑、0.12%的copcs催化剂，以1200r/min转速搅拌30min，然后再添加纳米硅藻土质量1.2%的叔丁胺，加热至65℃，通入氧气，使得反应釜内压力为0.42mpa，然后保持3小时，再降低至室温，过滤，洗涤，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述高性能碳纤维制备方法包括以下步骤：
（1）碳纤维预处理：将聚硼硅氧烷、二甲苯可溶煤沥青、碳纤维均匀混合后，添加到甲苯中，然后再添加到反应釜内，通入氦气，排出反应釜内空气，在210℃下搅拌反应5小时，然后自然冷却至室温，过滤，洗涤，烘干至恒重，得到预处理碳纤维；
（2）磷酸处理：将上述处理后的预处理碳纤维浸泡到磷酸溶液中，在55℃下超声波处理35min，然后自然静置1小时，然后再过滤，洗涤，烘干至恒重，得到磷酸化预处理碳纤维；
（3）原位改性处理：将上述得到的磷酸化预处理碳纤维浸泡到乙醇、氨水、去离子水的混合溶液中，在42℃水浴温度下，以200r/min转速搅拌40min，然后再缓慢滴加正硅酸乙酯，然后调节温度至55℃，以500r/min转速搅拌5小时，然后再进行过滤，洗涤，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述二甲苯可溶煤沥青制备方法为：将煤沥青粉碎至1200目，得到煤沥青粉末，然后将煤沥青粉末添加到二甲苯中，加热至60℃，再添加煤沥青粉末质量1.2%的二月桂酸二丁基锡，以1200r/min转速搅拌40min，然后静置1小时，过滤，取滤液，将滤液再132℃下减压蒸馏5小时，除去二甲苯，得到固体二甲苯可溶煤沥青。
进一步的，所述聚鹏硅氧烷、二甲苯可溶煤沥青、碳纤维、甲苯混合质量比为3:5:18:32。
进一步的，所述磷酸溶液浓度为0.38mol/l。
进一步的，所述超声波频率为40khz，功率为850w。
进一步的，所述磷酸化预处理碳纤维浸泡到乙醇、氨水、去离子水的混合溶液中，磷酸化预处理碳纤维、乙醇、氨水、去离子水混合比例为115g：65ml：80ml：300ml。
进一步的，所述偶联剂为有机硅烷偶联剂。
进一步的，所述流平剂为硅油。
实施例2
一种铝合金表面用高性能涂料，按重量份计由以下成分制成：聚丙烯酸酯乳液90、二甲基乙醇胺8、异丙醇20、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯8、改性纳米硅藻土20、偶联剂3、高性能碳纤维12、纳米三氧化钼3、氟碳树脂24、流平剂1.5；
所述改性纳米硅藻土制备方法为：
向反应釜内添加去离子水，然后再向去离子水中均匀分散纳米硅藻土，配制成质量分数为22.8%的纳米硅藻土分散液，然后向纳米硅藻土分散液中添加纳米硅藻土质量1.5%的2-疏基苯并噻唑、0.12%的copcs催化剂，以1200r/min转速搅拌30min，然后再添加纳米硅藻土质量1.2%的叔丁胺，加热至65℃，通入氧气，使得反应釜内压力为0.42mpa，然后保持3小时，再降低至室温，过滤，洗涤，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述高性能碳纤维制备方法包括以下步骤：
（1）碳纤维预处理：将聚硼硅氧烷、二甲苯可溶煤沥青、碳纤维均匀混合后，添加到甲苯中，然后再添加到反应釜内，通入氦气，排出反应釜内空气，在215℃下搅拌反应5小时，然后自然冷却至室温，过滤，洗涤，烘干至恒重，得到预处理碳纤维；
（2）磷酸处理：将上述处理后的预处理碳纤维浸泡到磷酸溶液中，在55℃下超声波处理35min，然后自然静置1小时，然后再过滤，洗涤，烘干至恒重，得到磷酸化预处理碳纤维；
（3）原位改性处理：将上述得到的磷酸化预处理碳纤维浸泡到乙醇、氨水、去离子水的混合溶液中，在42℃水浴温度下，以200r/min转速搅拌40min，然后再缓慢滴加正硅酸乙酯，然后调节温度至55℃，以500r/min转速搅拌5小时，然后再进行过滤，洗涤，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述二甲苯可溶煤沥青制备方法为：将煤沥青粉碎至1200目，得到煤沥青粉末，然后将煤沥青粉末添加到二甲苯中，加热至60℃，再添加煤沥青粉末质量1.2%的二月桂酸二丁基锡，以1200r/min转速搅拌40min，然后静置1小时，过滤，取滤液，将滤液再132℃下减压蒸馏5小时，除去二甲苯，得到固体二甲苯可溶煤沥青。
进一步的，所述聚鹏硅氧烷、二甲苯可溶煤沥青、碳纤维、甲苯混合质量比为3:5:18:32。
进一步的，所述磷酸溶液浓度为0.38mol/l。
进一步的，所述超声波频率为40khz，功率为850w。
进一步的，所述磷酸化预处理碳纤维浸泡到乙醇、氨水、去离子水的混合溶液中，磷酸化预处理碳纤维、乙醇、氨水、去离子水混合比例为115g：65ml：80ml：300ml。
进一步的，所述偶联剂为有机硅烷偶联剂。
进一步的，所述流平剂为硅油。
实施例3
一种铝合金表面用高性能涂料，按重量份计由以下成分制成：聚丙烯酸酯乳液82、二甲基乙醇胺6、异丙醇18、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯7、改性纳米硅藻土18、偶联剂2、高性能碳纤维10、纳米三氧化钼2.5、氟碳树脂19、流平剂1.3；
所述改性纳米硅藻土制备方法为：
向反应釜内添加去离子水，然后再向去离子水中均匀分散纳米硅藻土，配制成质量分数为22.8%的纳米硅藻土分散液，然后向纳米硅藻土分散液中添加纳米硅藻土质量1.5%的2-疏基苯并噻唑、0.12%的copcs催化剂，以1200r/min转速搅拌30min，然后再添加纳米硅藻土质量1.2%的叔丁胺，加热至65℃，通入氧气，使得反应釜内压力为0.42mpa，然后保持3小时，再降低至室温，过滤，洗涤，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述高性能碳纤维制备方法包括以下步骤：
（1）碳纤维预处理：将聚硼硅氧烷、二甲苯可溶煤沥青、碳纤维均匀混合后，添加到甲苯中，然后再添加到反应釜内，通入氦气，排出反应釜内空气，在212℃下搅拌反应5小时，然后自然冷却至室温，过滤，洗涤，烘干至恒重，得到预处理碳纤维；
（2）磷酸处理：将上述处理后的预处理碳纤维浸泡到磷酸溶液中，在55℃下超声波处理35min，然后自然静置1小时，然后再过滤，洗涤，烘干至恒重，得到磷酸化预处理碳纤维；
（3）原位改性处理：将上述得到的磷酸化预处理碳纤维浸泡到乙醇、氨水、去离子水的混合溶液中，在42℃水浴温度下，以200r/min转速搅拌40min，然后再缓慢滴加正硅酸乙酯，然后调节温度至55℃，以500r/min转速搅拌5小时，然后再进行过滤，洗涤，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述二甲苯可溶煤沥青制备方法为：将煤沥青粉碎至1200目，得到煤沥青粉末，然后将煤沥青粉末添加到二甲苯中，加热至60℃，再添加煤沥青粉末质量1.2%的二月桂酸二丁基锡，以1200r/min转速搅拌40min，然后静置1小时，过滤，取滤液，将滤液再132℃下减压蒸馏5小时，除去二甲苯，得到固体二甲苯可溶煤沥青。
进一步的，所述聚鹏硅氧烷、二甲苯可溶煤沥青、碳纤维、甲苯混合质量比为3:5:18:32。
进一步的，所述磷酸溶液浓度为0.38mol/l。
进一步的，所述超声波频率为40khz，功率为850w。
进一步的，所述磷酸化预处理碳纤维浸泡到乙醇、氨水、去离子水的混合溶液中，磷酸化预处理碳纤维、乙醇、氨水、去离子水混合比例为115g：65ml：80ml：300ml。
进一步的，所述偶联剂为有机硅烷偶联剂。
进一步的，所述流平剂为硅油。
对比例1：与实施例1区别仅在于不添加改性纳米硅藻土。
对比例2：与实施例1区别仅在于将改性纳米硅藻土替换为cn107175081a方法制备的改性硅藻土。
对比例3：与实施例1区别仅在于不添加高性能碳纤维。
对比例4：与实施例1区别仅在于将高性能碳纤维替换为未改性处理的碳纤维。
将实施例与对比例涂料在室温下涂布于载玻片上，自然条件下自然成膜，膜厚度相差不超过0.15μm；
动态水接触角测定
将试样载玻片浸泡于天然海水中，将浸泡时间设置为35天，浸泡前与浸泡后取出试样测量接触角，分别选择6个平整光滑的涂膜处测量接触角，最后计算平均值，对比各组涂膜接触角，
表1
由表1可以看出，本发明制备的高性能涂料形成的涂膜表面具有较高的接触角，疏水性能优异，能够更好的防止海洋污染物附着，同时，在经过长时间浸泡后，涂膜表面接触角降低幅度较小，能够长时间保持较好的疏水性能。
中性盐雾试验：gb10125-1997；
表2
由表2可以看出，本发明制备的高性能涂料具有优异的耐盐腐蚀性能。