[发明专利]一种微弧氧化法制备铝合金表面防腐防污一体化涂层及其制备方法

说明书

本发明属于铝及铝合金表面处理领域，具体涉及一种微弧氧化法制备铝合金表面防腐防污一体化涂层及其制备方法。使用含有纳米银的电解液，通过微弧氧化于铝合金表面形成兼具防腐防污一体化双功能的涂层。本发明的铝合金表面微弧氧化制备的防污涂层电解液成分易控、工艺简单，绿色环保，所得的防腐防污一体化涂层具有良好的防腐蚀、防生物污损性能，易于工业化应用。

技术领域

本发明属于铝及铝合金表面处理领域，具体涉及一种微弧氧化法制备铝合金表面防腐防污一体化涂层及其制备方法。

背景技术

铝合金耐海水腐蚀性能好，具有密度小、比强度高、易加工成型、可焊接无磁性等特点，在船舶工业中可以有效减轻舰船重量、提高稳定性并降低能源消耗。铝合金已经成为世界多国舰船的主要结构材料之一，其应用也遍及气垫船、渡船、高速客船、军用快艇等各类型船舶。但由于铝合金硬度低、不耐磨损以及在海洋环境中使用难以避免的微生物附着等问题，在应用中一般会对铝合金进行阳极氧化、化学转化处理、表面涂装等防腐蚀、防污损处理。而目前常用的铬酸盐钝化、磷化处理工艺由于存在环境污染严重等问题，已受到国内外环保法规的严格限制。可取代传统化学转化处理工艺的新型环保工艺大多存在耐蚀性不理想、成本较高等诸多问题。再者，铝合金的防腐处理和防污处理在工艺上一般是独立的两个处理过程：首先在基体表面涂装防腐涂料，然后再在防腐涂料外面涂装防污涂料。这就带来两层涂层体系的筛选配合、涂装工艺调整、反复涂装、涂装费用高等问题。同时存在涂层间的结合问题，一旦外层防污涂层磨损或剥落，导致尚存的防腐涂层没有防污功能问题。因此，有待于研发能同时起到防腐蚀和防污损作用的涂层，以提高铝合金的防腐防污效果并降低制造成本。

微弧氧化可以在铝及其合金表面原位生成一层氧化膜，有效提升铝及铝合金基体的耐腐蚀、耐磨损性能，在航空航天、机械、装饰行业具有广阔的应用前景。但由于微弧氧化膜生成过程中存在电弧放电及熔融液体金属的冷却凝固，不可避免的会在表面留下放电微小孔隙和显微裂纹。在实际应用中这些缺陷往往成为腐蚀性离子优先侵入的对象，并且也易于微生物的聚集附着，这都会对其后期应用造成不利影响。进而通过微弧氧化方法获得兼具防腐、防污的功能的一体化双功能涂层是现阶段急需解决的问题。

发明内容

本发明基于背景技术存在的问题，结合纳米技术，提出一种微弧氧化法制备铝合金表面防腐防污一体化涂层及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种微弧氧化法制备铝合金表面防腐防污一体化涂层的制备方法，使用含有纳米银的电解液，通过微弧氧化于铝合金表面形成兼具防腐防污一体化双功能的涂层。

所述含有纳米银的电解液为每升水中8～12g硅酸钠、2～6ml丙三醇、0.1～2g氢氧化钠、0.5～6g纳米银，pH值为6～12。

所述纳米银粒径为10nm～80nm。

所述微弧氧化电压为350～500V。

微弧氧化法制备铝合金表面防腐防污一体化涂层，按照所述方法制备获得兼具防腐防污一体化双功能的涂层。

所述涂层表面光滑、层中均匀分布纳米银，层厚为50～300μm。

本发明具有以下优点

本发明涂层由含有纳米银的电解液通过一次微弧氧化制备获得兼具防腐蚀和防生物污损两种功能，该方法简化铝及铝合金的涂装工艺流程，节能降耗，并且不含对人体和环境有害的物质，符合环保要求。本发明微弧氧化方法改进了溶液导电特性及涂层形成机理，降低在铝及铝合金表面留下放电微小孔隙和显微裂纹，微弧氧化在持续稳定的状态下加工15min后，可在其表面制备出10μm以上的微弧氧化涂层。

附图说明

图1为本发明实施例提供的通过微弧氧化获得涂层表面形貌SEM显微图以及涂层中Ag、Al、Si的分布EDS图谱。