[发明专利]一种耐磨疏水性铝合金板材及其制备方法

权利要求书

1.一种耐磨疏水性铝合金板材，其特征在于：在铝合金板材上涂覆有厚度为10-50μm，优选为10-20μm的疏水性涂层，其中所述的疏水性涂层由以下方法制备所得：

步骤(1)：将10mL氨水和去离子水按照1:5的体积比混合均匀后，逐滴加入到正硅酸乙酯的乙醇的溶液中，充分搅拌反应0.5～1小时后，将反应液转移至高压反应釜中，加热至60～80℃进行溶剂热反应1-2小时；

步骤(2)：待反应结束后，将含氟硅烷偶联剂加入到反应体系中，继续反应1～3小时，得粗产物；最后，将粗产物清洗后真空干燥，得疏水改性的二氧化硅纳米粒子；

步骤(3)：将步骤(2)所得到的疏水改性的二氧化硅纳米粒子超声分散于无水乙醇中，加入表面活性剂、增稠剂、消泡剂充分混合均匀后得到所述的涂层，其中所述的表面活性剂、增稠剂、消泡剂的质量比为1-2:0.5-1:0.5-1。

2.如权利要求1所述的耐磨超疏水性铝合金板材，其中所述的含氟硅烷偶联剂选自十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、九氟己基三甲氧基硅烷中的任意一种或其任意地组合。

3.如权利要求1所述的耐磨超疏水性铝合金板材，其中所述的表面活性剂选自聚乙烯型非离子表面活性剂，优选为辛烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚。

4.如权利要求1所述的耐磨疏水性铝合金板材，其中所述的增稠剂选自聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、纤维素醚类的任意一种，优选为聚乙烯醇。

5.如权利要求1所述的耐磨疏水性铝合金板材，其中所述的消泡剂选自甲基硅油、BYK-051、BYK-066中的任意一种，优选为甲基硅油。

6.如权利要求1所述的耐磨疏水性铝合金板材，其中所述的铝合金板材按各组分重量百分比配备原料；各组分为：铝：80-100份；铜：1-3份；锰：0.5-2份；镁：0.5-2份；碳化硅：0.5-1份；石墨烯：0.5-1份；硅烷偶联剂：0.5-1份；分散剂：0.5-1份。

7.如权利要求6所述的耐磨疏水性铝合金板材，其中所述的铝合金板材由以下方法制备所得：

步骤(i)：熔炼：开启熔炉，待熔炉温度升至700℃时，加入铝锭，待铝锭熔化后持续加热1-2小时形成铝液；

步骤(ii)：加入微量元素：将原料中的铜、锰、镁、碳化硅按照重量份数比例加入到步骤(i)所形成的铝液中充分搅拌均匀后形成合金液；

步骤(iii)：将石墨烯、硅烷偶联剂、分散剂加至2-5倍重量的无水乙醇中，超声分散，得到分散液；将分散液置于马弗炉中，升温进行干燥，得到增强颗粒；

步骤(iv)：将增强颗粒高温烘焙，加至步骤(ii)所得到的预热的铝合金基体中，进行熔炼，压制，即得。

8.如权利要求7所述的耐磨疏水性铝合金板材，其中，所述的硅烷偶联剂选自甲基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、环氧丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。

9.如权利要求7所述的耐磨疏水性铝合金板材，其中，所述的分散剂选自十二烷基苯磺酸钠。

10.如权利要求1所述的耐磨疏水性铝合金板材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤A：疏水性涂层的制备：

步骤(1)：将10mL氨水和去离子水按照1:5的体积比混合均匀后，逐滴加入到正硅酸乙酯的乙醇的溶液中，充分搅拌反应0.5～1小时后，将反应液转移至高压反应釜中，加热至60～80℃进行溶剂热反应1-2小时；

步骤(2)：待反应结束后，将含氟硅烷偶联剂加入到反应体系中，继续反应1～3小时，得粗产物；最后，将粗产物清洗后真空干燥，得疏水改性的二氧化硅纳米粒子；

步骤(3)：将步骤(2)所得到的疏水改性的二氧化硅纳米粒子超声分散于无水乙醇中，加入表面活性剂、增稠剂、消泡剂充分混合均匀后得到所述的涂层，其中所述的表面活性剂、增稠剂、消泡剂的质量比为1-2:0.5-1:0.5-1；

步骤B：铝合金板材的制备：

步骤(i)：按各组分重量百分比配备原料；各组分为：铝：80-100份；铜：1-3份；锰：0.5-2份；镁：0.5-2份；碳化硅：0.5-1份；石墨烯：0.5-1份；硅烷偶联剂：0.5-1份；分散剂：0.5-1份；

步骤(ii)：熔炼：开启熔炉，待熔炉温度升至700℃时，加入铝锭，待铝锭熔化后持续加热1-2小时形成铝液；

步骤(iii)：加入微量元素：将原料中的铜、锰、镁、碳化硅按照重量份数比例加入到步骤(ii)所形成的铝液中充分搅拌均匀后形成合金液；

步骤(d)：按原料中的重量份数将石墨烯、硅烷偶联剂、分散剂加至2-5倍重量的无水乙醇中，超声分散，得到分散液；将分散液置于马弗炉中，升温进行干燥，得到增强颗粒；

步骤(e)：将增强颗粒高温烘焙，加至步骤(iii)所得到的预热的铝合金基体中，进行熔炼，压制，即得铝合金板材；

C：耐磨疏水性铝合金板材的制备：

将步骤A所制备得到的疏水性涂层喷涂于步骤B所制备得到的铝合金板材，其中，所述的喷涂方法为空气喷涂、高压无气喷涂，或者浸涂中的一种；所述的喷涂厚度为10-50微米，优选为10-20微米。