CN104651900A - 一种利用液/固复合膜对金属进行防腐的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属的防腐蚀方法，具体是一种利用液/固复合膜对金属进行防腐的方法。首先采用阳极氧化的方式在金属表面附一层粗糙的膜，随后用低表面能的疏水亲油性物质对粗糙膜进行修饰，最后利用毛细作用力将亲油疏水的液体渗入膜中，使金属表面形成无毛细缺陷的固/液复合膜，进而实现对金属表面的防腐。本发明所用工艺简单，成本低，重复性好，无需大型昂贵设备，可广泛应用于实际生产中。
Description
技术领域
本发明涉及金属的防腐蚀方法，具体是一种利用液/固复合膜对金属进行防腐的方法。
背景技术
材料的腐蚀问题是材料在服役过程中面临的一个严重问题。据统计，每年因腐蚀导致的直接经济损失占国内生产总值的3-5%。按照这一统计数据，我国每年因腐蚀导致的损失超过10000亿人民币，损失惊人。另外，由于腐蚀所造成的工程材料腐蚀失效给人民生产、生活带来巨大的灾难。因腐蚀导致失火、爆炸、桥梁坍塌、飞机坠毁、核反应堆泄漏等重大事故，其后果更是灾难性的。
为了减少腐蚀的经济损失，为生产、生活提供安全保障和支持，人们开发了很多防腐的方法，包括缓蚀剂、涂料涂层、镀层等等。这些方法的根本原理是在材料表面形成或制备一层保护膜，以阻止腐蚀性介质对金属基体的侵入。为了提高防腐效果，研究者通过很多方法阻止腐蚀性介质的渗入，包括提高保护膜的致密程度，增强保护膜的疏水性等。但是在实际生产过程中，由于生产手段等方面的限制，保护膜不可能是没有缺陷的，这些缺陷的存在给腐蚀性介质的渗入提供通道。如何尽可能减少保护膜的缺陷，成为新型防腐方法开发的难点和重点。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用液/固复合膜对金属进行防腐的方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种利用液/固复合膜对金属进行防腐的方法，首先采用阳极氧化的方式在金属表面附一层粗糙的膜，随后用低表面能的疏水亲油性物质对粗糙膜进行修饰，最后利用毛细作用力将亲油疏水的液体渗入膜中，使金属表面形成无毛细缺陷的固/液复合膜，进而实现对金属表面的防腐。
具体包括：
（1）金属铝表面的除油清洗：依次用乙醇、去离子水清洗金属铝表面，氮气吹干待用；
（2）金属铝表面的抛光：以铝为阳极、不锈钢为阴极，在体积比为1:5的高氯酸/乙醇溶液中进行铝的抛光，同时两极间施加18V直流电压，抛光时间为3分钟；
（3）粗糙氧化铝膜结构的制备：以抛光后的铝为阳极，不锈钢电极为阴极，0.3M乙二酸/乙醇溶液为电解液，采用阳极氧化方式在金属表面制备粗糙氧化铝膜，同时两极间施加80V直流电压，氧化时间为1分钟，温度为室温；
（4）粗糙氧化铝膜的表面疏水亲油修饰：将上述表面附有粗糙膜的试样浸泡在体积比为1:100的十六烷基三甲氧基硅烷/乙醇溶液中浸泡5分钟，取出后在120℃环境中处理5分钟；
（5）固/液复合膜制备：将得到的疏水亲油膜的上述试样浸入不溶于水的全氟聚醚中10s，油性物质会在毛细作用下渗入到粗糙结构中，随后将试样缓慢取出，油性物质会稳定地存在于膜中。
所述步骤（5）中，全氟聚醚为含-(CF2)n-和-CF3的常温不挥发液体。
本发明所具有的优点：
本发明在金属表面制备具有粗糙结构的络合物膜层，并利用毛细作用，将亲油疏水的液体渗入膜中，填充了几乎所有毛细缺陷，形成稳定的固/液复合防护膜。该复合膜截断了水性腐蚀性介质的渗入，大大降低腐蚀速率，本发明工艺简单，成本低，重复性好，无需大型昂贵设备，可广泛应用于实际生产中。
附图说明
图1是本发明实施例提供的表面覆盖固/液复合膜前后的铝试样极化曲线图。
具体实施方式
实施例1
（1）依次用乙醇、去离子水清洗金属铝表面，氮气吹干待用；
（2）以铝为阳极、不锈钢为阴极，在体积比为1:5的高氯酸/乙醇溶液进行铝的抛光，两极间施加18V直流电压，抛光时间为3分钟；
（3）以抛光后的铝为阳极，不锈钢电极为阴极，0.3M乙二酸/乙醇溶液为电解液，采用阳极氧化技术在金属表面制备粗糙氧化铝膜，两极间施加80V直流电压，氧化时间为1分钟，温度为室温；
（4）将试样进入体积比为1:100的十六烷基三甲氧基硅烷/乙醇溶液中浸泡5分钟，取出后在120℃环境中处理5分钟。
（5）将得到的疏水亲油膜的试样浸入不溶于水的全氟聚醚中10s，全氟聚醚会在毛细作用下渗入到粗糙结构中，随后将试样缓慢取出，全氟聚醚会稳定地存在于膜中。
根据极化曲线测试结果（图1）可知，得到的固/液复合膜对基底铝具有很好的耐蚀效果。
Claims (3)
1.一种利用液/固复合膜对金属进行防腐的方法，其特征在于：
首先采用阳极氧化的方式在金属表面附一层粗糙的膜，随后用低表面能的疏水亲油性物质对粗糙膜进行修饰，最后利用毛细作用力将亲油疏水的液体渗入膜中，使金属表面形成无毛细缺陷的固/液复合膜，进而实现对金属表面的防腐。
2.按权利要求1所述的利用液/固复合膜对金属进行防腐的方法，其特征在于：
具体包括：
（1）金属铝表面的除油清洗：依次用乙醇、去离子水清洗金属铝表面，氮气吹干待用；
（2）金属铝表面的抛光：以铝为阳极、不锈钢为阴极，在体积比为1:5的高氯酸/乙醇溶液中进行铝的抛光，同时两极间施加18V直流电压，抛光时间为3分钟；
（3）粗糙氧化铝膜结构的制备：以抛光后的铝为阳极，不锈钢电极为阴极，0.3M乙二酸/乙醇溶液为电解液，采用阳极氧化方式在金属表面制备粗糙氧化铝膜，同时两极间施加80V直流电压，氧化时间为1分钟，温度为室温；
（4）粗糙氧化铝膜的表面疏水亲油修饰：将上述表面附有粗糙膜的试样浸泡在体积比为1:100的十六烷基三甲氧基硅烷/乙醇溶液中浸泡5分钟，取出后在120℃环境中处理5分钟；
（5）固/液复合膜制备：将得到的疏水亲油膜的上述试样浸入不溶于水的全氟聚醚中10s，油性物质会在毛细作用下渗入到粗糙结构中，随后将试样缓慢取出，油性物质会稳定地存在于膜中。
3.按权利要求1所述的利用液/固复合膜对金属进行防腐的方法，其特征在于：所述步骤（5）中，全氟聚醚为含-(CF2)n-和-CF3的常温不挥发液体。
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