[发明专利]一种利用层层自组装技术制备耐腐蚀复合涂层的方法

说明书

本发明涉及一种利用层层自组装技术制备耐腐蚀复合涂层的方法，该方法包括以下步骤：⑴将处理后的基体浸入质量浓度为5.66%的氢氧化钠溶液中，经水热处理后，浸入pH=8~12且浓度为0.1~3.0mg/mL的盐酸多巴胺溶液中进行自组装，得到聚多巴胺薄膜；⑵所述聚多巴胺薄膜浸于纳米陶瓷胶体溶液中进行自组装，得到陶瓷涂层；⑶所述陶瓷涂层浸于甲基三甲氧基硅烷溶液中进行自组装，即得耐腐蚀复合涂层。本发明工艺简单、易于操作、组装速度快、制备时间周期短，所得到的涂层材料具有良好的耐腐蚀、耐磨损和自修复性能。

技术领域

本发明涉及表面改性领域，尤其涉及一种利用层层自组装技术制备耐腐蚀复合涂层的方法。

背景技术

镁是目前应用最轻的工业金属结构材料，其密度为1.74g/cm³（约为钢的1/4），具有高的比强度、比刚度，良好的减震性、导电性、尺寸稳定性及易回收等优点，在汽车制造、航空航天、通讯器材、光学仪器等领域都具有广阔的应用前景。但是镁合金的化学性质活泼，耐磨性低、耐腐蚀性能差，极大地限制了镁合金的广泛应用，因此改善镁合金的耐磨损和耐腐蚀性能是扩大其应用必须解决的问题。目前，镁合金的表面防护技术已成为研究的热点，通过表面处理的方式将基底与腐蚀介质隔离开来，从而提高镁合金材料的耐腐蚀性能。常用的镁合金表面处理技术主要有：微弧氧化、阳极氧化、化学转化处理、激光表面改性处理等，这些技术和方法都得到了广泛的研究和应用。但是，随着镁合金产业的发展，工业上对镁合金耐腐蚀性能的要求日益提高，常用的镁合金防护技术已不能满足需求，因此耐腐蚀复合涂层和多层涂层技术已成为当前研究的热点。

复合涂层制备技术主要有电镀、溶胶凝胶、热喷涂、化学气相沉积、自组装等方法，其中电镀法对环境污染大，溶胶凝胶法的制备成本高，热喷涂法需要专用的设备且热能利用率低，化学气相沉积法的制备速度慢且制备涂层较薄。

层层自组装技术是利用逐层交替沉积的方法，借助各层分子间的弱相互作用，使层与层自发地缔合形成结构完整、性能稳定、具有某种特定功能的分子聚集体或超分子结构的过程。该方法是由Decher等于1991年发展的一种基于静电相互作用交替地吸附上带相反电荷的聚电解质阴阳离子而制备多层膜的方法。层层自组装技术根据自组装的方式不同可以分为浸泡法、旋涂法、喷雾法等，其中浸泡法被探究、应用的最为广泛。浸泡层层自组装主要通过静电力、氢键等驱动亲水底板与成膜物质及成膜物质之间构建多层功能化纤维膜。层层自组装技术拥有独特的优势，可以通过改变自组装多层膜的层数以及聚电解质的种类对该类多层膜的物理、化学性质进行调控。目前已在医药、化学、生物、材料和纳米科学、安全阻燃等领域得到广泛应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、易操作的利用层层自组装技术制备耐腐蚀复合涂层的方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种利用层层自组装技术制备耐腐蚀复合涂层的方法，包括以下步骤：

⑴将处理后的基体浸入质量浓度为5.66%的氢氧化钠溶液中，经水热处理后，浸入pH=8~12且浓度为0.1~3.0mg/mL的盐酸多巴胺溶液中进行自组装，得到聚多巴胺薄膜；

⑵所述聚多巴胺薄膜浸于纳米陶瓷胶体溶液中进行自组装，得到陶瓷涂层；

⑶所述陶瓷涂层浸于甲基三甲氧基硅烷溶液中进行自组装，即得耐腐蚀复合涂层。

所述步骤⑴中处理后的基体是指将基体先打磨处理，再依次采用丙酮、无水乙醇和去离子水进行超声清洗后烘干，即得。

所述基体是指镁合金或不锈钢。

所述步骤⑴中水热处理的条件是指在高压反应釜中基体和氢氧化钠溶液的填充度为75%，温度为100~180℃，保温处理时间为4~10h。

所述步骤⑴中自组装条件是指在遮光条件下温度为10~100℃，时间为12~48h。