CN117186775A - 一种镁合金自修复超疏水复合防腐涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种镁合金自修复超疏水复合防腐涂层及其制备方法，属于金属表面处理技术领域，本发明提供的镁合金自修复超疏水复合防腐涂层，包括在镁合金表面依次设置的微弧氧化陶瓷底层、聚乙烯醇‑单宁酸自修复中间层和ZnO‑环氧树脂外层。本发明以微弧氧化陶瓷层作为底层，能够提高涂层之间的附着力；以ZnO‑环氧树脂涂层作为复合涂层的外层，可以有效地生成持久的超疏水表面；以聚乙烯醇‑单宁酸涂层作为自修复中间层能够延长涂层的服役寿命并提高镁合金的防腐性能。实验结果表明，本发明提供的镁合金自修复超疏水复合防腐涂层具有自修复功能，具有更好的耐腐蚀性，能够延长涂层的服役寿命并提高镁合金的防腐性能。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种镁合金自修复超疏水复合防腐涂层及其制备方法。
背景技术
镁合金具有低密度、高比强度和比刚度、良好的铸造性能和加工性能等优点，已广泛应用于电子、通信、航空航天和生物医学等领域。然而，由于镁合金标准电极电位过低、化学活性高，使得镁合金极易在服役过程中发生氧化进而被腐蚀，而且镁合金生成的氧化膜表面疏松多孔，无法对基体产生保护作用，严重限制了其广泛应用。因此，需要通过对镁合金进行表面处理形成保护膜层，隔绝基体与腐蚀介质的接触，才能有效提高镁合金的耐腐蚀性能。其中，微弧氧化膜层附着力较好、硬度较高、耐磨性能优良、具有陶瓷质感，经常用于镁合金的表面防护。然而，微弧氧化膜层表面分布着大量的火山口状的微孔，这些表面微孔会使外部腐蚀介质渗入，影响微弧氧化膜的服役时间和对基体的保护能力。
水是导致镁合金发生电化学腐蚀的主要因素之一，提高镁合金表面的疏水性可以有效隔绝基体和腐蚀介质的接触，减缓其腐蚀速率，提高镁合金的耐腐蚀性和耐久性，并赋予其自清洁性能。因此，可以在镁合金微弧氧化层表面制备超疏水防腐涂层对微弧氧化层表面的微孔进行封孔，进而提高镁合金的耐腐蚀性能。然而，超疏水涂层在服役过程中，具有低表面能的微纳米结构容易在外力作用下被破坏，削弱涂层对镁合金的防护效果，缩短镁合金的服役寿命，这阻碍了超疏水涂层在镁合金工程防腐领域的应用。
因此，开发一种具有自修复功能的超疏水复合防腐涂层，并能够延长涂层的服役寿命和提高镁合金的防腐性能成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镁合金自修复超疏水复合防腐涂层及其制备方法。本发明提供的镁合金自修复超疏水复合防腐涂层具有自修复功能，能够延长涂层的服役寿命并提高镁合金的防腐性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种镁合金自修复超疏水复合防腐涂层，包括在镁合金表面依次设置的微弧氧化陶瓷底层、聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层和ZnO-环氧树脂外层。
本发明提供了上述技术方案所述镁合金自修复超疏水复合防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)在预处理后的镁合金基材表面进行微弧氧化处理，得到微弧氧化陶瓷底层；
(2)将自修复涂料涂覆在所述步骤(1)得到的微弧氧化陶瓷底层上，得到聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层；所述自修复涂料的制备方法包括：将聚乙烯醇、单宁酸、乙醇和水混合后，在加热条件下搅拌，得到自修复涂料；
(3)将镀膜溶液涂覆到所述步骤(2)得到的聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层上后干燥，得到镁合金自修复超疏水复合防腐涂层；所述镀膜溶液的制备方法包括：将ZnO纳米颗粒、硫醇和无水乙醇进行第一混合，得到悬浮液；将所述悬浮液与环氧树脂和固化剂进行第二混合，然后依次进行静置和分层，得到镀膜溶液。
优选地，所述步骤(1)中的预处理包括：将镁合金基材打磨后依次用水和无水乙醇进行清洗。
优选地，所述步骤(2)自修复涂料中单宁酸的物质的量浓度为(0.01～0.05)mol/L。
优选地，所述步骤(2)中聚乙烯醇和单宁酸的质量之比为1：(1.2～2)。
优选地，所述步骤(2)中乙醇和水的体积之比为(0.3～0.9)：1。
优选地，所述步骤(2)中加热的温度为＞90℃，加热的时间为1～2h。
优选地，所述步骤(3)镀膜溶液中ZnO纳米颗粒的物质的量浓度为(0.4～0.7)mol/L。
优选地，所述步骤(3)中ZnO纳米颗粒与环氧树脂和固化剂的总质量之比为4：1。
优选地，所述步骤(3)中硫醇与无水乙醇的体积之比为1：(45～55)。
本发明提供了一种镁合金自修复超疏水复合防腐涂层，包括在镁合金表面依次设置的微弧氧化陶瓷底层、聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层和ZnO-环氧树脂外层。本发明首先以微弧氧化陶瓷层作为底层，利用微弧氧化陶瓷层与基体的附着力好、硬度高、耐磨性能优良、且含有微孔结构的特点，能够给自修复中间层提供钉扎位点，与中间层形成机械连锁，提高涂层之间的附着力；以ZnO-环氧树脂涂层作为复合涂层的外层，ZnO纳米颗粒的加入对形成粗糙的表面结构起重要作用，环氧树脂具有优异的附着力、化学稳定性和力学性能，作为聚合物粘合剂将涂层粘结在基材上，并使涂层具有机械稳定性，可以有效地生成持久的超疏水表面；以聚乙烯醇-单宁酸涂层作为自修复中间层，聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层遇水溶胀，能够快速填补ZnO-环氧树脂外层的损伤部位实现自修复，能够延长涂层的服役寿命并提高镁合金的防腐性能。实验结果表明，本发明提供的镁合金自修复超疏水复合防腐涂层具有自修复功能，相比于镁合金基体和镁合金微弧氧化涂层具有更好的耐腐蚀性，能够延长涂层的服役寿命并提高镁合金的防腐性能。
附图说明
图1为实施例1制备出的镁合金自修复超疏水复合防腐涂层修复前/后的三维轮廓照片；
图2为实施例1制备出的镁合金自修复超疏水复合防腐涂层的疏水性能效果图；
图3为实施例1中的LA81镁合金基材、微弧氧化陶瓷底层(MAO)和镁合金自修复超疏水复合防腐涂层在3.5wt％NaCl溶液中的交流阻抗谱Bode图；
图4为实施例1中的LA81镁合金基材、微弧氧化陶瓷底层(MAO)和镁合金自修复超疏水复合防腐涂层在3.5wt％NaCl溶液中的动电位极化曲线图。
具体实施方式
本发明提供了一种镁合金自修复超疏水复合防腐涂层，包括在镁合金表面依次设置的微弧氧化陶瓷底层、聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层和ZnO-环氧树脂外层。
本发明首先以微弧氧化陶瓷层作为底层，利用微弧氧化陶瓷层与基体的附着力好、硬度高、耐磨性能优良、且含有微孔结构的特点，能够给自修复中间层提供钉扎位点，与中间层形成机械连锁，提高涂层之间的附着力；以ZnO-环氧树脂涂层作为复合涂层的外层，ZnO纳米颗粒的加入对形成粗糙的表面结构起重要作用，环氧树脂具有优异的附着力、化学稳定性和力学性能，作为聚合物粘合剂将涂层粘结在基材上，并使涂层具有机械稳定性，可以有效地生成持久的超疏水表面；以聚乙烯醇-单宁酸涂层作为自修复中间层，聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层遇水溶胀，能够快速填补ZnO-环氧树脂外层的损伤部位实现自修复，能够延长涂层的服役寿命并提高镁合金的防腐性能。
本发明提供了上述方案所述镁合金自修复超疏水复合防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)在预处理后的镁合金基材表面进行微弧氧化处理，得到微弧氧化陶瓷底层；
(2)将自修复涂料涂覆在所述步骤(1)得到的微弧氧化陶瓷底层上，得到聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层；所述自修复涂料的制备方法包括：将聚乙烯醇、单宁酸、乙醇和水混合后，在加热条件下搅拌，得到自修复涂料；
(3)将镀膜溶液涂覆到所述步骤(2)得到的聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层上后干燥，得到镁合金自修复超疏水复合防腐涂层；所述镀膜溶液的制备方法包括：将ZnO纳米颗粒、硫醇和无水乙醇进行第一混合，得到悬浮液；将所述悬浮液与环氧树脂和固化剂进行第二混合，然后依次进行静置和分层，得到镀膜溶液。
本发明在预处理后的镁合金基材表面进行微弧氧化处理，得到微弧氧化陶瓷底层。
在本发明中，所述预处理优选包括：将镁合金基材打磨后依次用水和无水乙醇进行清洗。
本发明优选依次采用400#，1200#，2000#的碳化硅砂纸打磨。本发明通过打磨除去镁合金表面的氧化层和污渍，提高涂层的附着力。
本发明对所述清洗的操作没有特殊限定，采用本领域技术人员常用的清洗手段将打磨后的镁合金基材清洗干净即可。
本发明优选在清洗结束后进行干燥。本发明对干燥的温度和时间没有特殊限定，采用吹风机吹干即可。
本发明对所述镁合金基材的种类没有特殊限定，采用本领域技术人员所熟知的镁合金即可。
在本发明中，所述微弧氧化处理所用的电解液优选为：6～8g/L的氢氧化钠、8～10g/L的硅酸钠以及4～5g/L的氟化钾的混合溶液；所述微弧氧化处理优选采用300V交流电；所述微弧氧化处理的脉冲频率优选为500Hz；所述微弧氧化的氧化时间优选为3～5min。本发明通过将微弧氧化的电解液组成和处理参数设置为上述范围可以在镁合金表面形成均匀的微弧氧化陶瓷底层。
微弧氧化处理结束后，本发明优选将所述微弧氧化处理的产物依次进行清洗和干燥，得到微弧氧化陶瓷底层。
在本发明中，所述清洗优选为依次采用去离子水和无水乙醇清洗。本发明对清洗的操作没有特殊限定，采用本领域技术人员常用的清洗操作即可。
在本发明中，所述干燥优选为吹风机吹干。
得到微弧氧化陶瓷底层后，本发明将所述自修复涂料涂覆在所述微弧氧化陶瓷底层上，得到聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层。
在本发明中，所述自修复涂料的制备方法包括：将聚乙烯醇、单宁酸、乙醇和水混合后，在加热条件下搅拌，得到自修复涂料。
在本发明中，所述自修复涂料中单宁酸的物质的量浓度优选为(0.01～0.05)mol/L，更优选为(0.03～0.05)mol/L，进一步优选为(0.04～0.05)mol/L。本发明将单宁酸的物质的量浓度限定为上述范围内可以使自修复涂层具有良好的自修复功能。
在本发明中，所述聚乙烯醇和单宁酸的质量之比优选为1：(1.2～2)，更优选为1：(1.2～1.8)，进一步优选为1：(1.2～1.4)，最优选为1：1.25。本发明将聚乙烯醇和单宁酸的质量之比限定为上述范围内可以保证自修复涂层具有更好的自修复功能。
在本发明中，所述乙醇和水的体积之比优选为(0.3～0.9)：1，更优选为(0.6～0.9)：1，进一步优选为(0.8～0.9)：1。本发明将乙醇和水的体积之比限定为上述范围内可以使涂层更好的干燥。
本发明对所述聚乙烯醇、单宁酸、乙醇和水的混合操作没有特殊限定，采用本领域技术人员常用的混合手段即可。
在本发明中，所述加热的温度优选为＞90℃，更优选为100℃；所述加热的时间优选为1～2h，更优选为1～1.5h。本发明将加热的温度和时间限定为上述范围内更有利于在加热过程中发生动态氢键交联反应，生成单宁酸聚乙烯醇混合物。
在本发明中，所述搅拌的转速优选为200～300r/min，更优选为250～280r/min。本发明将搅拌的转速限定为上述范围内可以保证反应充分的进行。
在本发明的一个实施例中，所述自修复涂料涂覆在微弧氧化陶瓷底层上的过程优选包括：将微弧氧化膜底层浸泡到自修复涂料后干燥。
在本发明中，所述浸泡的时间优选为1～5min。本发明通过将浸泡时间限定为上述范围可以保证涂层的均匀涂覆。
在本发明中，所述干燥优选在烘箱中进行；所述干燥的温度优选为65～75℃，更优选为70℃；所述干燥的时间优选为20～40min，更优选为30min。本发明将干燥的温度和时间限定为上述范围内可以保证涂层能够充分的干燥。
在本发明的另一个实施例中，所述自修复涂料涂覆在微弧氧化陶瓷底层上的过程优选包括：将自修复涂料滴加到微弧氧化陶瓷底层表面进行旋涂后干燥。
在本发明中，所述滴加自修复涂料的体积优选为1～2mL。本发明通过将滴加的自修复涂料的体积限定为上述范围内可以保证自修复涂层的厚度符合要求。
在本发明中，所述旋涂所用的设备优选为旋涂机。本发明对旋涂机的型号没有特殊限定，采用本领域技术人员常用的型号即可。
在本发明中，所述旋涂机的转速优选为800～1000r/min。本发明将旋涂机的转速设置为上述范围内可以保证涂层的均匀成膜。
在本发明中，所述干燥优选在烘箱中进行；所述干燥的温度优选为65～75℃，更优选为70℃；所述干燥的时间优选为20～40min，更优选为30min。本发明将干燥的温度和时间限定为上述范围内可以保证涂层能够充分的干燥。
得到聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层后，本发明将镀膜溶液涂覆到所述聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层上后干燥，得到镁合金自修复超疏水复合防腐涂层。
在本发明中，所述镀膜溶液的制备方法包括：将ZnO纳米颗粒、硫醇和无水乙醇进行第一混合，得到悬浮液；将所述悬浮液与环氧树脂和固化剂进行第二混合，然后依次进行静置和分层，得到镀膜溶液。
在本发明中，所述镀膜溶液中ZnO纳米颗粒的物质的量浓度优选为(0.4～0.7)mol/L，更优选为(0.4～0.6)mol/L，进一步优选为(0.45～0.5)mol/L。本发明将ZnO纳米颗粒的物质的量浓度限定为上述范围内可以形成粗糙的表面结构，有利于涂层的疏水性能以及耐磨性能。
在本发明中，所述硫醇与无水乙醇的体积之比优选为1：(45～55)，更优选为1：50。本发明以硫醇作为疏水剂和表面能改性剂降低涂层的表面能，提高聚合物的界面附着力，防止ZnO纳米颗粒在与聚合物复合过程中聚集，有效地促进超疏水表面层次粗糙结构的构建；乙醇作为致密结构网络的形成介质，可促进涂层的快速干燥。本发明通过将硫醇与无水乙醇的体积之比限定为上述范围内可以保证疏水涂层具有良好附着力且能够快速干燥。
在本发明中，所述第一混合优选在加热条件下进行；所述加热的温度优选为60℃。本发明通过加热可以保证物料的充分混合。
在本发明中，所述第一混合优选包括依次进行的搅拌和超声。
在本发明中，所述搅拌的时间优选为5～10min。本发明对搅拌的转速没有特殊限定，采用本领域技术人员常用的搅拌操作即可。
在本发明中，所述超声的时间优选为5～10min。本发明对超声的频率没有特殊限定，采用本领域技术人员常用的超声频率即可。
在本发明中，所述ZnO纳米颗粒与环氧树脂和固化剂的总质量之比优选为4：1。本发明将ZnO纳米颗粒与环氧树脂和固化剂的总质量之比限定为上述范围内可以保证疏水涂层具有良好的疏水性能。
在本发明中，所述环氧树脂和固化剂的质量比优选为2：1；所述环氧树脂优选为卡夫特环氧树脂；所述固化剂优选为卡夫特环氧树脂固化剂。本发明将环氧树脂和固化剂的种类和质量比限定为上述范围内可以保证疏水涂层具有良好的疏水性能。
在本发明中，所述第二混合优选为搅拌；所述搅拌的时间优选为5～10min。本发明对搅拌的转速没有特殊限定，采用本领域技术人员常用的搅拌操作即可。本发明通过第二混合在溶液中引入粘合剂环氧树脂，保证疏水涂层具有良好的附着力。
本发明对所述静置的时间和温度没有特殊限定，能够得到分层的溶液即可。
本发明对所述分层的操作没有特殊限定，能够将溶液上下层进行分离即可。
在本发明中，所述分层后的下层溶液即为镀膜溶液。
本发明对所述涂覆的操作没有特殊限定，采用本领域技术人员常用的涂覆手段，将镀膜溶液均匀的涂覆到所述聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层上即可。
在本发明中，所述干燥的温度优选为室温；所述干燥的时间优选为＞8h。本发明通过将干燥的温度和时间设置为上述范围内可以保证涂层的充分干燥。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供了一种镁合金自修复超疏水复合防腐涂层，由在镁合金表面依次设置的微弧氧化陶瓷底层、聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层和ZnO-环氧树脂外层组成；所述镁合金为LA81镁合金；
所述镁合金自修复超疏水复合防腐涂层的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将LA81镁合金基材依次用400#，1200#，2000#的碳化硅砂纸打磨，除去LA81镁合金表面的氧化层和污渍，然后依次用去离子水和无水乙醇清洗LA81镁合金表面，用吹风机吹干，得到预处理后的镁合金；在预处理后的镁合金基材表面以8g/L的氢氧化钠、10g/L的硅酸钠以及5g/L的氟化钾组成的混合溶液为电解液，在300V交流电，脉冲频率为500Hz条件下进行微弧氧化处理3min后，用去离子水和无水乙醇清洗，用吹风机吹干，得到微弧氧化陶瓷底层；
(2)将5g单宁酸和4g聚乙烯醇添加到含有30mL无水乙醇和35mL的去离子水混合溶液中，将置于100℃油浴锅中，在转速为300r/min下加热80min使其均匀分散，得到自修复涂料，将LA81镁合金氧化陶瓷底层浸泡在自修复涂料中1min，随后置于70℃烘箱中30min，得到聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层；所述自修复涂料中单宁酸的物质的量浓度为0.045mol/L；所述聚乙烯醇和单宁酸的质量之比为1：1.25；所述乙醇和水的体积之比为0.86：1；
(3)将2.4g ZnO纳米颗粒和1.2mL硫醇溶于60mL无水乙醇中，在60℃下以500r/min的速度搅拌10min使其均匀分散，并超声10min，得到悬浮液，在悬浮液中加入0.6g的卡夫特环氧树脂和卡夫特环氧树脂固化剂并以500r/min的速度搅拌10min，静置直到溶液明显分层后进行分层，将分层溶液的下层涂覆在聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层上，在室温下干燥12h，得到镁合金自修复超疏水复合防腐涂层；所述镀膜溶液中ZnO纳米颗粒的物质的量浓度为0.48mol/L；所述ZnO纳米颗粒与环氧树脂和固化剂的总质量之比为4：1；硫醇与无水乙醇的体积之比为1：50；所述卡夫特环氧树脂和卡夫特环氧树脂固化剂的质量比为2：1。
实施例2
本发明提供了一种镁合金自修复超疏水复合防腐涂层，由在镁合金表面依次设置的微弧氧化陶瓷底层、聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层和ZnO-环氧树脂外层组成；所述镁合金为LA81镁合金；
所述镁合金自修复超疏水复合防腐涂层的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将LA81镁合金基材依次用400#，1200#，2000#的碳化硅砂纸打磨，除去LA81镁合金表面的氧化层和污渍，然后依次用去离子水和无水乙醇清洗LA81镁合金表面，用吹风机吹干，得到预处理后的镁合金；在预处理后的镁合金基材表面以8g/L的氢氧化钠、10g/L的硅酸钠以及5g/L的氟化钾组成的混合溶液为电解液，在300V交流电，脉冲频率为500Hz条件下进行微弧氧化处理5min后，用去离子水和无水乙醇清洗，用吹风机吹干，得到微弧氧化陶瓷底层；
(2)将5g单宁酸和4g聚乙烯醇添加到含有30mL无水乙醇和35mL的去离子水混合溶液中，将置于100℃油浴锅中，在转速为300r/min下加热80min使其均匀分散，得到自修复涂料，将1mL自修复涂料通过旋涂机以800r/min的转速均匀旋涂到LA81镁合金氧化陶瓷底层，随后置于70℃烘箱中30min，得到聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层；所述自修复涂料中单宁酸的物质的量浓度为0.045mol/L；所述聚乙烯醇和单宁酸的质量之比为1：1.25；所述乙醇和水的体积之比为0.86：1；
(3)将2.4g ZnO纳米颗粒和1mL硫醇溶于50mL无水乙醇中，在60℃下以500r/min的速度搅拌10min使其均匀分散，并超声10min，得到悬浮液，在悬浮液中加入0.6g的卡夫特环氧树脂和卡夫特环氧树脂固化剂并以500r/min的速度搅拌10min，静置直到溶液明显分层后进行分层，将分层溶液的下层涂覆在聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层上，在室温下干燥12h，得到镁合金自修复超疏水复合防腐涂层；所述镀膜溶液中ZnO纳米颗粒的物质的量浓度为0.58mol/L；所述ZnO纳米颗粒与环氧树脂和固化剂的总质量之比为4：1；硫醇与无水乙醇的体积之比为1：50；所述卡夫特环氧树脂和卡夫特环氧树脂固化剂的质量比为2：1。
实施例3
实施例3与实施例1的区别仅在于镁合金为LA141镁合金，其他同实施例1。
实施例4
实施例4与实施例1的区别仅在于镁合金为AZ31镁合金，其他同实施例1。
本发明采用三维轮廓显微镜对镁合金自修复超疏水复合防腐涂层的自修复性能进行观察；
采用视频光学接触角测量仪对镁合金自修复超疏水复合防腐涂层的疏水性进行测试；
采用科斯特电化学工作站对镁合金自修复超疏水复合防腐涂层的防腐性能进行测试。
实施例1制备出的镁合金自修复超疏水复合防腐涂层修复前/后的三维轮廓照片如图1所示，从图1中可以看出在样品表面用手术刀划出如左下图所示的口子，通过三维轮廓显微镜观察得到左边两张图；在划出的口子上滴水，等待30min左右，擦去残余液体，再通过三维轮廓显微镜观察得到右侧两张图，可以发现，样品裂口处缝隙明显变小，样品进行了自修复。
实施例1制备出的镁合金自修复超疏水复合防腐涂层的疏水性能效果图如图2所示，从图2中可以看出，水的静态接触角为151°，说明镁合金自修复超疏水复合防腐涂层具有超疏水性。
实施例1中的LA81镁合金基材、微弧氧化陶瓷底层(MAO)和镁合金自修复超疏水复合防腐涂层在3.5wt％NaCl溶液中的交流阻抗谱Bode图如图3所示，从图3中可以看出，当频率为0.01Hz时，镁合金自修复超疏水复合防腐涂层的模值远远大于微弧氧化陶瓷底层(MAO)和LA81镁合金基材，显示出更好的耐蚀性。
实施例1中的LA81镁合金基材、微弧氧化陶瓷底层(MAO)和镁合金自修复超疏水复合防腐涂层在3.5wt％NaCl溶液中的动电位极化曲线图如图4所示，从图4中可以看出，镁合金自修复超疏水复合防腐涂层的腐蚀电流密度远小于微弧氧化陶瓷底层(MAO)和LA81镁合金基材，说明在镁合金基材表面制备的自修复超疏水复合防腐涂层的耐腐蚀性能更好，可以提高镁合金的防腐性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种镁合金自修复超疏水复合防腐涂层，包括在镁合金表面依次设置的微弧氧化陶瓷底层、聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层和ZnO-环氧树脂外层。
2.权利要求1所述镁合金自修复超疏水复合防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)在预处理后的镁合金基材表面进行微弧氧化处理，得到微弧氧化陶瓷底层；
(2)将自修复涂料涂覆在所述步骤(1)得到的微弧氧化陶瓷底层上，得到聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层；所述自修复涂料的制备方法包括：将聚乙烯醇、单宁酸、乙醇和水混合后，在加热条件下搅拌，得到自修复涂料；
(3)将镀膜溶液涂覆到所述步骤(2)得到的聚乙烯醇-单宁酸自修复中间层上后干燥，得到镁合金自修复超疏水复合防腐涂层；所述镀膜溶液的制备方法包括：将ZnO纳米颗粒、硫醇和无水乙醇进行第一混合，得到悬浮液；将所述悬浮液与环氧树脂和固化剂进行第二混合，然后依次进行静置和分层，得到镀膜溶液。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的预处理包括：将镁合金基材打磨后依次用水和无水乙醇进行清洗。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)自修复涂料中单宁酸的物质的量浓度为(0.01～0.05)mol/L。
5.根据权利要求2或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中聚乙烯醇和单宁酸的质量之比为1：(1.2～2)。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中乙醇和水的体积之比为(0.3～0.9)：1。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中加热的温度为＞90℃，加热的时间为1～2h。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)镀膜溶液中ZnO纳米颗粒的物质的量浓度为(0.4～0.7)mol/L。
9.根据权利要求2或8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中ZnO纳米颗粒与环氧树脂和固化剂的总质量之比为4：1。
10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中硫醇与无水乙醇的体积之比为1：(45～55)。
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