[发明专利]一种在镁合金表面制备离子液体转化膜的方法

说明书

本发明提供了一种在镁合金表面制备离子液体转化膜的方法，涉及表面涂层制备技术领域。本发明的制备方法，包括以下步骤：将镁合金置于含有四甲基胍磷酸酯离子液体与无水乙醇的混合溶液中浸渍；所述混合溶液中四甲基胍磷酸酯离子液体的质量分数为10～30％；将浸渍后的镁合金进行热处理，在镁合金表面得到离子液体转化膜。本发明制备的离子液体转化膜无毒、环境友好，能够处理复杂形貌和大型镁合金器件。同时，该方法操作简单，使用常规仪器，没有安全隐患，实验周期短，适合大批量生产应用。

技术领域

本发明涉及表面涂层制备技术领域，具体涉及一种在镁合金表面制备离子液体转化膜的方法。

背景技术

镁及其合金由于具有高强度和低密度特性而广泛应用于航空航天领域和汽车工业。然而，镁合金具有高腐蚀敏感性，因此它们在工程应用中受到广泛限制。镁合金的腐蚀通常分为：电偶腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等。

镁合金的防腐蚀可通过各种涂层技术实现，例如化学转化涂层、电镀或者化学镀金属镀层、阳极氧化涂层、气相沉积涂层、有机和无机涂层以及氢化物涂层。传统的化学转化涂层基于六价铬化合物，但因其对环境不友好而逐渐被人们所淘汰。在现有技术中，使用锡酸盐、地球元素(铝、锆、铌)、磷酸锌或高锰酸钾盐的无铬酸盐转化涂层目前属于早期开发阶段，但其都可以不同程度的延缓镁合金的腐蚀，特别是磷酸盐由于其低环境风险，且形成的镁合金化学转化涂层具有良好性能而备受关注。

目前，国内对镁合金表面离子液体转化涂层的报道并不多。Hou等从天然植物中提取单宁酸和植酸作为主要成膜剂，在镁合金表面制得了单宁酸转化膜和植酸转化膜。此方法制得的两种镁合金基转化膜均具有一定等级的细胞毒性，属于环境不友好涂层，不能处理复杂形貌的器件，具有一定的局限性(侯泳村，AZ60镁合金表面转化膜的制备及生物性能研究[D]，吉林大学，2015)。

Mao等在Mg-Nd-Zn-Zr合金表面制备了一层均匀的纳米级MgF₂涂层，该涂层提高了镁合金基体约20％的耐腐蚀性能和生物相容性，有利于内皮细胞的粘附、增殖和细胞间的排列取向。该方法制备出的镁合金表面转化涂层适用于医学领域，不能处理大型器件(毛琳，Kwak Minsuk，陈佳慧，沈雳，Fan Rong，袁广银，氟化钾化学转化涂层提高镁合金血管支架耐蚀性和生物相容性[J]，中国医药导刊，2015，17(S1):1-8)。

Jiang等以诱导的人骨髓间充质细胞作为检测细胞，评价了镁合金基氟转化涂层与β-磷酸三钙涂层的生物相容性，结果表明：该两种转化涂层的生物相容性虽优于未经处理的镁合金材料，但均具有一定等级的细胞毒性，具有一定的局限性(姜海英，闫征斌，张照，艾红军，氟转化涂层镁合金材料与诱导后人骨髓间充质干细胞的相容性[J]，中国组织工程研究，2012，16(03):459-462)。

综上所述，现亟需一种能够使得镁合金基体与一种离子液体发生一系列化学反应，从而生成一种与基体间具有一定结合力的、耐腐蚀性能的化学转化膜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在镁合金表面制备离子液体转化膜的方法，本发明制备的离子液体转化膜无毒、环境友好，能够处理复杂形貌和大型镁合金器件，具有优异的耐腐蚀性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种在镁合金表面制备离子液体转化膜的方法，包括以下步骤：

将镁合金置于含有四甲基胍磷酸酯离子液体与无水乙醇的混合溶液中浸渍；所述混合溶液中四甲基胍磷酸酯离子液体的质量分数为10～30％；

将浸渍后的镁合金进行热处理，在镁合金表面得到离子液体转化膜。

优选地，所述镁合金为Mg-Al-Si系合金。

优选地，所述镁合金在浸渍前还包括预处理；所述预处理包括依次进行的砂纸打磨和超声清洗。