[发明专利]一种稀土纳米涂层金属板的制备及其在抗腐蚀领域的应用

说明书

本发明涉及一种稀土纳米涂层的制备及其在抗腐蚀领域的应用。所述稀土纳米涂层的制备包括如下步骤：将黄酮类化合物和环氧树脂粉末在磁力搅拌下溶于蒸馏水中，超声处理后置于‑4℃冰箱中冷藏、抽滤、洗涤后滤饼置于电烤箱中干燥，管式炉中煅烧，再球磨至纳米尺寸，然后将稀土金属化合物溶解喷涂到金属制基材上。最后将环氧树脂和黄酮类化合物的纳米粉末喷涂于金属基材上，干燥固化。本发明采用稀土元素和天然黄酮类化合物复合，制备所得的稀土纳米涂层在金属表面附着力佳，涂层致密，防腐蚀性能优异，工艺简便，应用范围广泛。

技术领域

本发明涉及材料表面处理领域，具体涉及一种纳米涂层的制备及其在金属抗腐蚀领域的应用。

背景技术

金属材料具有优异的力学性能，成本低廉，资源丰富，易于回收，在各个领域被广泛应用。金属中存在活性较高的铁(Fe)元素，此外，还含有易于形成原电池的碳元素，这直接导致了金属材料在使用过程中容易腐蚀。据统计在全世界范围内，每年因金属腐蚀造成的经济损失高达7000亿美元，这远远超过火灾、风灾、地震等各种自然灾害带来的经济损失，而在我国，因金属腐蚀而造成的经济损失占据国民生产总值的4％。此外，除去巨大经济损失，金属腐蚀造成的安全隐患直接威胁人类生命安全。因此金属的防腐研究具有重要的意义。

现有技术中，采用稀土元素对金属进行防腐，一般采用金属的稀土钝化处理，通常是将金属置于含稀土离子的溶液中浸泡一段时间，或将金属作为阴极通电极化可使金属实现钝化。目前铬酸盐对金属的钝化防腐占据很大比重，但是铬酸盐钝化过程中所产生的的六价金属铬造成严重的环境污染，对人类健康也造成很大的威胁。并且单一的稀土钝化膜往往很难达到理想的防腐效果。彭天兰等人研究了在镀锌层上生成γ氨基丙三乙氧基硅烷薄膜，再在已有的薄膜上面沉积稀土转化膜，实验表明，预先镀一层γ氨基丙三乙氧基硅烷薄膜可以显著提高稀土盐在薄膜中的含量，在基层硅烷化后，薄膜稀土元素的含量是单一稀土钝化的4倍，防腐效果优异。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种稀土纳米涂层的制备方法，将稀土溶液通过喷涂的方法，施加到金属板上，再将纳米级的天然抗氧化剂与环氧树脂固化剂纳米粉末喷涂到金属板上，纳米级的尺寸更好的填充在金属板的空隙之间，固化成型后，在金属板表面形成一层致密的稀土纳米膜，能有效的将金属与外界的空气、水、氧气、隔绝开来，达到有效的防腐蚀效果。相对于传统的稀土钝化膜，本发明所提供的纳米膜的纳米颗粒能有效填充在金属板的空隙之中，形成的膜的致密性更佳，此外本发明的纳米膜中添加了天然抗氧化剂，黄酮类化合物，其能有效抑制氧气的活性自由基，对于氧化造成的腐蚀有更优异的防腐效果。

本发明提供的一种稀土纳米涂层的制备方法，所述制备方法主要包括以下步骤：

黄酮类化合物和环氧树脂粉末纳米级预处理：

步骤1：将黄酮类化合物和环氧树脂粉末分别在磁力搅拌器下溶于蒸馏水中，此后将装置转移至超声浴中超声处理一段时间，使将黄酮类化合物和环氧树脂粉末完全分散。

步骤2：将混合溶液置于-4℃冰箱中冷藏一段时间，之后分别采用布氏漏斗抽滤，并将形成的沉淀粉末滤饼在去离子水中和乙醇溶液中分别洗涤三次

步骤3：将洗涤之后的滤饼置于电烤箱中干燥，将干燥后的粉末在管式炉中于指定的温度下煅烧，然后使用球磨机研磨煅烧的产品到纳米尺寸的形式。

稀土纳米涂层金属板的制备：

步骤4：将稀土金属化合物，溶解于溶剂中，调整pH和温度为35℃下，之后将溶液喷涂到金属制基材上。

步骤5：将喷涂之后的金属板用去离子水洗干净，然后将环氧树脂和黄酮类化合物的纳米粉末喷涂于金属基材上，放鼓风烘箱中，固化反应完全后取出。

进一步地，所述步骤1中黄酮类化合物为槲皮素、芹菜素、白杨素、芦丁、香叶木素、木犀草素等中的一种或其混合物。