[发明专利]一种金属MFI型分子筛防腐膜的制备方法

说明书

本发明属于金属防腐技术领域，具体涉及一种金属MFI型分子筛防腐膜的制备方法。本发明采用凝胶转化法，以四丙基溴化铵为模板剂，以正硅酸乙酯为硅源，控制模板剂、硅源、水与碱的比例以及反应时间，可在基体铝片表面制备出厚度为3um～5um的MFI型分子筛防腐膜，具备较好的致密性，膜层与基体之间具备较高的结合力，其防腐性能优良。

技术领域

本发明属于金属防腐技术领域，具体涉及一种金属MFI型分子筛防腐膜的制备方法。

背景技术

金属腐蚀是一种普遍存在的问题，所以金属防腐层的研究非常重要。利用覆膜方式对金属进行保护是一种常用的方法，金属防腐膜的种类也很多，主要有涂料、阳极化膜、电镀等。目前，世界各国已竞相开发了多种性能良好的防腐蚀涂料品种，广泛应用于各种腐蚀环境中，已产生了明显的经济和社会效益。但是，目前广泛使用的溶剂型防腐蚀涂料在保护钢铁等金属基体的同时，也极大地破坏了人类赖以生存的自然环境。而水性涂料还存在着一些问题，例如水性涂料的成膜过程及机理，决定了其涂膜的致密性不如溶剂型涂料，因此其对水蒸气及氧气等的屏蔽性能较差。达克罗(DACROMET)，又称锌铬膜、非电解锌铬酸盐涂层，是一种比较新的金属防锈系统，也是当今国际上金属表面处理耐腐蚀性优秀的高新技术，是替代对环境污染严重的传统电镀锌、热浸锌类的好技术。但是，这种工艺使用或释放六价铬，而六价铬毒性较大。吸入极限量的铬酸或铬酸盐后，引起肾脏、肝脏、神经系统和血液的广泛病变，导致死亡。长期接触铬(VI)化合物，致皮肤过敏和溃疡、鼻中隔膜穿孔和支气管哮喘。欧洲2000/53/EG中规定，从2003年7月1日起，每辆汽车上的抗腐涂层中Cr⁶⁺的含量不允许超过2g的要求。世界上工业发达国家的汽车行业中许多名牌车辆都率先制定了采用无铬涂层的技术标准。沸石分子筛是一种硅铝酸盐晶体，具有耐高温、抗化学侵蚀与生物侵蚀、机械强度高等优点。如纯硅MFI型分子筛加热到1100℃也不会失去它的晶型，且耐酸(除氢氟酸以外)。这些特殊性能使分子筛在许多领域中有着广阔的应用前景。现有技术中，已有报道沸石分子筛由于其表面的疏水性，可以作为一种新型金属防腐材料，而且因为分子筛是由氧化铝和氧化硅组成的晶体，不污染环境，因而相较于传统的电镀锌、电镀铬、热浸镀锌、磷化等金属防腐技术具有很大的优点。然而由于这方面的研究尚处于探索阶段，因而尚未见到较为成熟的利用沸石分子筛制备金属防腐涂层的报道。

目前合成MFI型分子筛膜的方法主要是原位水热合成法，原位水热合成方法需要在强碱性溶液中进行高温、高压反应，但是金属基体在强碱性合成液，高温高压的反应过程中可能会被腐蚀，而且这种强碱性以及高温高压成膜技术在工业界很难得到推广和应用。因此，研究出一种切实可行的的制膜方法具有重要意义。

凝胶转化法是指在载体表面涂覆一层合成液凝胶，将涂有凝胶的载体放入反应釜中，一定反应条件下，凝胶层在水或有机胺溶液的蒸汽作用下晶化转化为分子筛膜层。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属MFI型分子筛防腐膜的制备方法。本发明采用凝胶转化法，以四丙基溴化铵为模板剂，以正硅酸乙酯为硅源，控制模板剂、硅源、水与碱的比例以及反应时间，可在基体铝片表面制备出厚度为3um～5um的MFI型分子筛防腐膜，具备较好的致密性，膜层与基体之间具备较高的结合力，其防腐性能优良。

本发明的技术方案为：

一种金属MFI型分子筛防腐膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将模板剂四丙基溴化铵加入到氢氧化钠水溶液中，搅拌得到澄清液，逐滴加入硅源正硅酸乙酯，室温陈化12～24h，得到前驱液，其中各物质的加入量安摩尔配比计，四丙基溴化铵:正硅酸乙酯:氢氧化钠:水＝0.05:0.8～1.2:0.05～0.08:25～28；

(2)将铝片放入前驱液中，室温下浸泡1小时后取出烘干，重复3次，得到带有平整均一凝胶层的铝片；