[发明专利]一种镁合金表面复合自修复涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种镁合金表面复合自修复涂层，其特征在于：该复合自修复涂层是由微弧氧化自修复底层和纳米自组装自修复表层复合而成；其中：所述微弧氧化自修复底层为采用微弧氧化工艺在镁合金表面制备的多孔微弧氧化层，微弧氧化层的微孔内添加锡酸盐缓蚀剂，所述锡酸盐缓蚀剂为锡酸钠缓蚀剂；所述纳米自组装自修复表层是由有机硅烷通过缩合交联反应而形成的纳米二氧化硅涂层，该纳米二氧化硅涂层中掺有包覆有机缓蚀剂的明胶-壳聚糖微囊，所述有机缓蚀剂为β-内酰胺类、磺胺类或喹诺酮类；

所述镁合金表面复合自修复涂层的制备方法，首先采用微弧氧化工艺在镁合金表面形成一层多孔的微弧氧化层，之后在微弧氧化层的微孔中添加锡酸盐缓蚀剂形成所述微弧氧化自修复底层；之后基于纳米自组装技术，将掺杂有包覆有机缓蚀剂的明胶-壳聚糖微囊制备成纳米自组装自修复表层；从而获得所述镁合金表面复合自修复涂层；

在微弧氧化层的微孔中添加锡酸盐缓蚀剂的过程为：将制备有微弧氧化层镁合金试样置入90℃的反应液中反应1h，取出后在95℃烘干；其中：所述反应液的组成为：锡酸钠30~50g/L，氢氧化钠2~15g/L，醋酸钠5~20g/L，其余为水；

将掺杂有包覆有机缓蚀剂的明胶-壳聚糖微囊制备成纳米自组装自修复表层的过程包括如下步骤：

（1）制备自组装处理液：该自组装处理液是由γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、正硅酸四乙酯和二乙烯三胺混合而成，其中：γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、正硅酸四乙酯和二乙烯三胺的摩尔比为(1～4)：(0.5～1.6)：(0.2~0.5)；

（2）制备包覆有机缓蚀剂的明胶-壳聚糖微囊：称取明胶0.8~4 g溶于50ml水中，加热至55℃使其完全溶解，得明胶溶液；再将壳聚糖0.5~3g溶解于50ml水中，在磁力搅拌器上搅拌均匀，获得壳聚糖溶液；将明胶溶液逐滴滴入壳聚糖溶液中，至混合均匀，向混合后的溶液中加入乙酸将溶液pH调节到４~4.5；称取有机缓蚀剂加入到混合溶液中，搅拌1h后，再加入2-3滴戊二醛，待有机缓蚀剂完全被明胶-壳聚糖微囊包覆至其中，微囊制备完成待用；

（3）在步骤(1)所制备的纳米自组装自修复表层处理液中，加入占纳米自组装自修复表层处理液1~30wt.%的步骤(2)所制备的明胶-壳聚糖微囊，所得混合物料经高速分散并过滤后即得到纳米自组装自修复表层处理液，备用；

（4）将表面具有微弧氧化自修复底层的镁合金试样放入表面纳米自组装自修复表层处理液中，以1cm/min的速度缓慢提拉，待表面干燥后，反复进行2~3次，最终得到纳米自组装自修复表层。

2.根据权利要求1所述的镁合金表面复合自修复涂层，其特征在于：所述微弧氧化自修复底层的厚度为1~10μm，所述纳米自组装自修复表层的厚度为10~40μm。

3.根据权利要求1所述的镁合金表面复合自修复涂层，其特征在于：所述微弧氧化工艺的具体过程为：将镁合金基体放入电解液中，采用脉冲方式进行等离子电解氧化，微弧氧化电解液组成为：氢氧化钠2~10 g/L，硅酸钠1~15 g/L，氟化钠0.5~4 g/L，其余为水；脉冲频率为500~1500Hz，电流密度为2~10 A/dm²，温度为50℃，氧化时间为30~120 min。

4.根据权利要求1所述的镁合金表面复合自修复涂层，其特征在于：所述镁合金为AZ、ZM、MB或稀土系列镁合金。