[发明专利]具有自主和非自主修复功能的铝合金表面涂层

说明书

本发明公开了一种具有自主和非自主修复功能的铝合金表面涂层，原料包括环氧树脂形状记忆成膜物、碳纤维、3‑氨丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、双酚A、苯胺、多聚甲醛、微胶囊、氧化石墨烯、聚苯胺、白云母、纳米级多孔二氧化硅、偶联剂，所述微胶囊为三层包覆结构，其内层为聚脲甲醛包覆的甲基丙烯酸缩水甘油醚，在内层上沉积一层异佛尔酮二异氰酸酯、偶氮聚酯、聚异丁烯混合物形成包覆中间层，在中间层上通过溶剂挥发法形成沉积一层石蜡包覆外层；通过结合了自主和非自主修复机制多方面互补提升涂层的长效防护能力，实现对铝合金基体进行长效性防护。本发明的涂层材料，不仅可以修复涂层的防腐性能和屏蔽性能，还可对涂层机械强度，附着性能以及表面性质进行功能性的多重修复。

技术领域

本发明涉及涂层材料，具体涉及一种具有多重修复功能的具有自主和非自主修复功能的铝合金表面涂层。

背景技术

金属的腐蚀即金属表面生成新相的过程。当纯金属或合金在一定的环境中受到一些化学或者电化学腐蚀介质的作用时，金属的表面会新生成一层稳定的化合物，金属的状态也随即发生改变，该新相即被定义为腐蚀产物，而这一过程即金属表面发生的腐蚀现象。研究发现当环境中存在含Cl^-物质、硝酸盐或硫酸盐等腐蚀性微粒时，通常会引起金属的腐蚀行为，金属的腐蚀过程基本都是自发的。腐蚀会显著影响金属的物理化学性质并破坏金属材料的几何构造，严重影响金属的使用寿命。金属的涂层防腐是防止金属腐蚀的最有效的方法之一，而防腐涂层在使用过程中，会受到环境因素的影响，在涂层内部产生缺陷，例如固化过程中的有机溶剂挥发、高分子聚合物反应过程的应力产生、不合适的表面预处理工艺等。这些表面微观缺陷会可供腐蚀介质渗透进入的通道，渗入的介质逐渐导致涂层的失效，影响涂层寿命加速金属表面涂层的剥离，进一步加剧金属的腐蚀。而自修复涂层的主要修复机制可分为自主型和非自主型两类。其中自主型分为成膜物质型和缓蚀剂型。而非自主型则分为温度响应和光响应刺激等。现有的大多数自修复涂层都是基于单一的修复机制实现对涂层缺陷的修复。对于自主型修复机制，其主要局限性在于当成膜物质和缓蚀剂耗尽时，涂层难以对金属基材提供长效的防护。非自主型修复机制能够依靠涂层自身物理或化学性质，在常见的外界刺激下，修复涂层的缺陷与屏蔽作用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有多重修复功能的具有自主和非自主修复功能的铝合金表面涂层，结合了自主和非自主双重修复机制实现对铝合金基体进行长效性防护。

本发明的具有自主和非自主修复功能的铝合金表面涂层，原料按重量份包括以下组分：环氧树脂形状记忆成膜物50-100份、碳纤维10-20份、3-氨丙基三甲氧基硅烷5-15份、正硅酸乙酯5-15份、双酚A25-35份、苯胺10-15份、多聚甲醛15-20份、微胶囊40-50份、氧化石墨烯5-10份、聚苯胺5-10份、白云母5-10份、纳米级多孔二氧化硅1-3份、偶联剂2-6份，所述微胶囊为三层包覆结构，其内层为聚脲甲醛包覆的甲基丙烯酸缩水甘油醚，在内层上沉积一层异佛尔酮二异氰酸酯、偶氮聚酯、聚异丁烯(光致引发剂)混合物形成包覆中间层，在中间层上通过溶剂挥发法形成沉积一层石蜡包覆外层；

进一步，原料按重量份包括以下组分：环氧树脂形状记忆成膜物75份、碳纤维15份、3-氨丙基三甲氧基硅烷10份、正硅酸乙酯10份、双酚A30份、苯胺13份、多聚甲醛17份、微胶囊45份、氧化石墨烯7份、聚苯胺7份、白云母7份、纳米级多孔二氧化硅2份、偶联剂4份；

进一步，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷与钛酸酯的混合物；

进一步，所述偶联剂中乙烯基三乙氧基硅烷与太酸酯的质量比为2：1；

进一步，所述纳米级多孔二氧化硅通过低压渗透法负载有复合缓蚀剂；

进一步，所述复合缓蚀剂为咪唑、1，2，4三氮唑和苯并三氮唑的混合物；

进一步，所述复合缓蚀剂的负载量为二氧化硅的60-70％重量百分比；