[发明专利]除锈自洁涂层和制备除锈自洁涂层的方法

说明书

本发明公开了除锈自洁涂层和制备除锈自洁涂层的方法。所述除锈自洁涂层包括富含过渡金属的磷化层和疏水表层；其中，所述富含过渡金属的磷化层由除锈磷化液在对已生锈金属基材表面除锈后形成，所述除锈磷化液的质量百分比组成为：15～30％的磷酸、5～10％的磷酸二氢盐、2.5～5％的氯酸钾、2.5～5％的过渡金属氧化物、0.1～0.2％的二烷基硫脲、0.5～2％的十二烷基苯磺酸钠，余量为水；所述疏水表层是含疏水改性的纳米二氧化硅粒子的涂层，且所述疏水改性的纳米二氧化硅粒子在所述疏水表层中具有微纳凹凸结构。所述除锈自洁涂层对金属表面具有超自洁、超防腐的效果。

技术领域

本发明涉及一种除锈自洁涂层及其制备方法，具体涉及一种适用于金属基材的除锈自洁涂层及其制备方法。

背景技术

金属是我们日常生活中常用的一种材料，但是由于金属在日常使用环境中易在金属界面上发生化学或电化学反应，使金属转化成离子氧化状态发生锈蚀。并且在使用过程中，金属表面会积累油污。这种锈蚀现象和表面污物会显著降低金属材料的强度、韧性等力学性能，甚至会破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，缩短设备的使用寿命。因此，对金属表面施加涂层是保护金属构件的常用手段。

当前，需要一种对金属表面具有良好的结合力，并且能有效去除并阻隔水、酸、碱、盐对金属腐蚀的防锈涂层。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种除锈自洁涂层，通过包括富含过渡金属的磷化层和疏水表层组合，实现对金属表面的高效除锈、防锈和超自洁的效果。

根据本发明的一个方面，提供一种除锈自洁涂层，包括富含过渡金属的磷化层和疏水表层；

其中，所述富含过渡金属的磷化层由除锈磷化液在对已生锈金属基材表面除锈后形成，所述除锈磷化液的组成为：15～30％的磷酸、5～10％的磷酸二氢盐、2.5～5％的碱金属氯酸盐、2.5～5％的过渡金属氧化物、0.1～0.2％的二烷基硫脲、0.5～2％的十二烷基苯磺酸钠，余量为水；

所述疏水表层是含疏水改性的纳米二氧化硅的涂层，且所述疏水改性的纳米二氧化硅粒子在所述疏水表层中具有微纳凹凸结构。

所述疏水改性的纳米二氧化硅粒子表面具有含氟链段。

所述含氟链段由选自十三氟辛基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷和十七氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或多种表面改性剂形成。

所述疏水改性的纳米二氧化硅粒子通过环氧树脂固化剂或胺类固化剂交联结合。

所述纳米二氧化硅的平均粒径为10～20nm。

根据本发明的另一个方面，提供一种制备除锈自洁涂层的方法，包括：

将组成15～30％的磷酸、5～10％的磷酸二氢盐、2.5～5％的碱金属氯酸盐、2.5～5％的过渡金属氧化物、0.1～0.2％的二烷基硫脲、0.5～2％的十二烷基苯磺酸钠，余量为水混合制得除锈磷化液；

用所述除锈磷化液对金属基材表面进行除锈，并形成富含过渡金属的磷化层；

在所述富含过渡金属的磷化层上，由包含疏水改性的纳米二氧化硅粒子的表层涂料形成疏水表层。

所述包含疏水改性的纳米二氧化硅粒子的表层涂料通过以下步骤制备：

在有机溶剂中用第一表面改性剂对纳米二氧化硅粒子进行疏水改性，得到第一疏水改性的纳米二氧化硅分散液；

向所述第一疏水改性的纳米二氧化硅分散液中加入第二表面改性剂、成膜剂和固化剂，搅拌均匀，制得所述包含第二疏水改性的纳米二氧化硅粒子的表层涂料。