[发明专利]一种铝合金用超疏水耐热涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铝合金用超疏水耐热涂层及其制备方法，涉及涂层技术领域。本发明先依次通过喷涂预处理工艺、第二次喷涂处理，在铝合金表面形成耐热涂层，且耐热涂层与铝合金形成牢固的交联互穿网络结构，提高涂层的耐热性，减少铝合金在高温环境下，工作寿命缩短现象；然后进行第三次喷涂处理，以缓蚀剂作为内核溶液、硬脂酸为外壳溶液，利用同轴静电喷雾形成超疏水涂层，其中，缓蚀剂由异喹羧酸、二丙撑三胺和对甲氧基苯硫脲制得，隔绝铝合金表面与环境介质的接触，抑制酸性介质与氯离子的侵蚀。本发明制备的铝合金用超疏水耐热涂层具有耐热、超疏水、耐腐蚀的效果。

技术领域

本发明涉及涂层技术领域，具体为一种铝合金用超疏水耐热涂层及其制备方法。

背景技术

铝合金是工业界广泛应用的一类金属，具有质轻、强度高、可加工性能好等优良特性，在航空航天、海工装各等高技术领域被广泛应用，但在海洋、酸性、潮湿等环境中，铝合金极易发生腐蚀，影响关键部件的长期可靠运行。以金属防腐涂层为着眼点，目前世界各国开发了多种铝合金防腐技术，主要有阳极氧化、化学转化膜、电镀以及化学镀等。其中高效而得到广泛使用的是含铬化学转化膜，比较典型的是达克罗涂层，然而此类涂层在生产和使用过程中会释放致癌性的六价铬，对生物体毒害较大。

此外，铝合金在耐热性上也有所欠缺。目前市场上的耐热铝合金材料主要表现在合金成分不稳定，同时伴随有飞边、毛刺、裂纹、夹杂等缺陷，导致铝合金物理性能达不到用户及市场要求，从而给供需双方造成较大的经济损失。一般生产企业所生产的耐热合金材料，生产重点主要控制各类影响耐热性能的各类有害元素，且为了提高性能，会适量添加一些合金元素，要求较为严格，造成许多厂家难以稳定生产或者不能生产，这也使得耐热合金材料的成本急剧增大，为需求企业带来了一定的经济负担。基于此，本发明采用涂层工艺，以提高铝合金的超疏水、耐热、耐腐蚀性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金用超疏水耐热涂层及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种铝合金用超疏水耐热涂层，其特征在于，包括铝合金在内，从内至外依次为铝合金、耐热涂层、超疏水涂层；所述耐热涂层由以下方法制得，先将铝合金进行喷涂预处理工艺，形成耐热的硅烷涂层；然后进行第二次喷涂处理，利用电子束辅助超音速火焰喷涂碳化钛粉末形成耐热涂层。

进一步的，所述超疏水涂层由以下方法制得，以缓蚀剂作为内核溶液、硬脂酸为外壳溶液，利用同轴静电喷雾在耐热涂层表面形成超疏水涂层。

进一步的，所述缓蚀剂由异喹羧酸、二丙撑三胺和对甲氧基苯硫脲制得。

进一步的，一种铝合金用超疏水耐热涂层的制备方法，主要包括以下制备步骤：

(1)喷涂预处理：将预处理铝合金置于玻璃板上，喷涂预处理铝合金质量0.3～0.5倍的硅烷溶液，再于90～95℃固化1～2h得含硅烷涂层铝合金；

(2)雾化处理工艺：将二氧化钛粉和木炭粉按质量比为1:0.4～1:0.6置于球磨罐内，球料比为10:1，300～400rpm下球磨6～10h，再置于真空雾化装置，抽真空至1×10^-3～3×10^-3Pa，氩气氛围下，加热至1000～1200℃，保温20～30min后，于1.5～1.8MPa、1600～1700℃雾化2～5min得碳化钛粉末；

(3)第二次喷涂处理：将含硅烷涂层铝合金置于超音速喷涂机中，喷涂预处理铝合金质量0.6～1.0倍的碳化钛粉末，再置于电子静电加速器中，于15～20MGy的辐照剂量下照射5～10min，得含耐热涂层铝合金；

(4)第三次喷涂处理：将含耐热涂层铝合金置于铝箔上，以缓蚀剂作为内核溶液、硬脂酸为外壳溶液，同轴静电喷涂7～15min后，40～50℃、0.01～0.03MPa下干燥2～4h得铝合金用超疏水耐热涂层。