[发明专利]一种自修复硅烷/海藻酸盐防腐蚀涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种金属表面自修复硅烷/海藻酸盐防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)对金属表面进行预处理，得到光洁的金属表面；

(2)将硅烷水解液施于预处理的金属基板上；

(3)将硅烷水解液加入到海藻酸钠溶液中，然后加入激活剂，用于激活海藻酸钠中的羧基，同时促进硅烷试剂与海藻酸钠的脱水缩合，加入碱性溶液调节pH值为9-11；

(4)将步骤(3)混合溶液形成的凝胶用提拉法施于硅烷预处理的金属基板上，形成凝胶层；

(5)向凝胶层上缓慢滴加二价金属离子水溶液，得到一层致密、均匀的防腐蚀涂层。

2.根据权利要求1所述的金属表面自修复硅烷/海藻酸盐防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，所述二价金属离子水溶液为氯化钙、硝酸钙、氯化镁、硝酸镁、氯化锌、硝酸锌中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的金属表面自修复硅烷/海藻酸盐防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)金属表面预处理：用400-2000粒度SiC砂纸机械打磨金属基板，然后将金属板用丙酮和去离子水混合溶液超声清洗10-30min，氮气吹干后备用；

(2)硅烷水解液的制备：将硅烷、去离子水、乙醇按照体积比(5-10)：(20-25)：(70-75)的比例混合，加入氨水调节pH值为9-11，充分水解，得到Si-OH基团；用浸泡法将稀释后体积分数为0.5％-1％的硅烷水解液施用于预处理的金属基板上；

(3)配制硅烷/海藻酸钠复合溶液：配制质量浓度为1％-3％的海藻酸钠溶液，将体积分数5％-10％硅烷水解液加入海藻酸钠溶液中，然后加入0.1g-0.2g的激活剂，用于激活海藻酸钠中的羧基，同时促进硅烷试剂与海藻酸钠的脱水缩合，加入碱性溶液调节pH值为9-11；

(4)凝胶层的制备：将混合溶液在25℃下于聚丙烯容器中形成凝胶，用提拉法将凝胶施用于金属基板上，形成凝胶层；

(5)涂层的制备：在得到的凝胶层上逐滴缓慢滴加2.5mmol/L的氯化钙水溶液，以洗涤金属表面海藻酸钠凝胶层转化为海藻酸钙，形成稳定的鳌合结构，从而得到一层致密、均匀的防腐蚀涂层。

4.根据权利要求3所述的金属表面自修复硅烷/海藻酸盐防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)的金属为铝片、铝合金、铜合金、不锈钢、碳钢或中性钢。

5.根据权利要求3所述的金属表面自修复硅烷/海藻酸盐防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)的硅烷为3-氨丙基三乙氧基硅烷、1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的金属表面自修复硅烷/海藻酸盐防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)的硅烷为为3-氨丙基三乙氧基硅烷。

7.根据权利要求3所述的金属表面自修复硅烷/海藻酸盐防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中硅烷水解时间为36h-48h。

8.根据权利要求3所述的金属表面自修复硅烷/海藻酸盐防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，充分磁力搅拌得到稳定的海藻酸钠溶液，搅拌时间为2h-4h。

9.根据权利要求3所述的金属表面自修复硅烷/海藻酸盐防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，步骤(3)中羧基激活剂为1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)-碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)、N-羟基琥珀酰亚胺(HOSu)、1,2-二氯乙烷、二氯化乙烯的至少一种。

10.根据权利要求3所述的金属表面自修复硅烷/海藻酸盐防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，步骤(3)中羧基激活剂为1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)-碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)和N-羟基琥珀酰亚胺(HOSu)。

11.权利要求1-10任一项所述的制备方法制备的金属表面自修复硅烷/海藻酸盐防腐蚀涂层。