CN117567892A - 镁合金防腐涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镁合金防腐涂料及其制备方法和应用，涉及腐蚀与防护技术领域，镁合金防腐涂料包括：镁合金缓蚀剂30~50 g/L、清漆50~80 g/L、流平剂10~15 g/L、润湿剂5~10g/L和消泡剂5~20 g/L。制备方法为：将镁合金缓蚀剂溶于水中，搅拌至完全溶解，然后将清漆、流平剂、润湿剂和消泡剂分别加入至缓蚀剂溶液中，充分搅拌得到镁合金防腐涂料。应用为：将镁合金防腐涂料用于制备镁合金防腐涂层。本发明通过将镁合金缓蚀剂直接加入聚合物涂料中，成功地保持了涂料的稳定性，并赋予了涂料防腐蚀的性能，使得防腐涂料用于镁合金涂层时能够具备长周期的耐蚀性，拓宽了镁合金的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及腐蚀与防护技术领域，具体涉及一种镁合金防腐涂料及其制备方法和应用。
背景技术
作为最轻的结构金属材料，镁合金具有良好的机械加工性、延展性、铸造能力和良好的电磁屏蔽性等特点，已大量应用于航空航天、汽车运输和3C电子等领域。然而，与其他传统金属材料相比，镁合金的耐腐蚀性能较差，通常需要通过表面处理技术来提高其耐蚀性。聚合物涂层作为一种工艺简便且性能显著的防腐方法而被广泛应用。作为一种物理屏障层，它能够有效抵抗酸、碱和盐离子等有害物种的攻击，从而有效提高镁合金的耐蚀性。然而，聚合物涂层中的可溶性盐和亲水基团会与水反应而形成液体传输路径。含有氯离子的液体通过涂层中的传输路径渗透到基体界面，并在界面处发生腐蚀。由于腐蚀产物具有吸水性，在界面和外界腐蚀介质之间产生渗透压，导致腐蚀介质中的水不断地向界面渗透，最后涂层局部体积膨胀并产生气泡，最终导致全面脱层失效。
缓蚀剂是一种在腐蚀介质中加入极少量即可降低金属腐蚀速度的物质。在酸性溶液、中性溶液、碱性溶液、有机溶剂以及各种环境中均可利用缓蚀剂来抑制金属的腐蚀。CN116285449 A公开了一种高强高耐久涂料涂层及其制备方法，所述的涂料通过加入负载缓蚀剂的纳米胶囊使聚合物涂层具备了自修复功能，然而该方法中制备纳米颗粒的过程复杂且成本较高，不利于工业化生产；此外，纳米颗粒在涂料中的分散性无法得到保证，容易导致涂层不均匀涂抹，影响涂层的稳定性。CN 113717556 A 公开了一种含纳米填料的无铬锌铝涂料及其制备方法和应用，纳米填料有效提升防腐涂层的耐蚀性能，但是该涂层制备工艺相对复杂，需要通过高温烧结以及二次涂敷等操作才可使用，时间周期较长，不利于投入实际生产。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明第一方面，提供一种镁合金防腐涂料，包括：镁合金缓蚀剂30~50 g/L、清漆50~80 g/L、流平剂10~15 g/L、润湿剂5~10 g/L和消泡剂5~20 g/L。
进一步地，所述镁合金缓蚀剂为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂的复配；其中，所述无机缓蚀剂包括：磷酸二氢钠、无水硫酸钠和硝酸铈，所述无机缓蚀剂的浓度为10~30 g/L；所述有机缓蚀剂包括：1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、巴比妥酸、苯并三氮唑和蛋氨酸，所述有机缓蚀剂的浓度为10~40 g/L。
进一步地，所述流平剂为二丙酮醇、三甲苯和N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种；所述润湿剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和月桂基硫酸钠中的一种或几种；所述消泡剂为三烷基三聚氰胺、脂肪酸甘油脂、聚合环氧丙烷中的一种或几种。
本发明的第二方面，提供一种所述的镁合金防腐涂料的制备方法，将镁合金缓蚀剂溶于水中，搅拌至完全溶解，然后将清漆、流平剂、润湿剂和消泡剂分别加入至缓蚀剂溶液中，充分搅拌得到镁合金防腐涂料。
本发明的第三方面，提供一种所述的镁合金防腐涂料的应用，用于镁合金防腐涂层的制备。
进一步地，所述镁合金防腐涂层的制备，方法包括：
1）镁合金预处理：去除镁合金表面氧化膜；
2）制备镁合金转化膜层：将预处理后的镁合金置于转化膜溶液中，在镁合金表面制备转化膜层；
3）镁合金防腐涂层的制备：将上述的镁合金防腐涂料涂覆在镁合金转化膜层上，形成镁合金防腐涂层。
进一步地，所述镁合金预处理方法为：依次采用240~2000目粗糙度的砂纸对镁合金基体表面进行打磨，直至镁合金基体表面光滑平整。
进一步地，所述转化膜溶液为：将镁合金转化膜药品溶于水中，温度为30~90 ℃，搅拌速度为200~250 rpm/min，搅拌时间为10~90 min，浓度为20~30 g/L，所述镁合金转化膜药品包括磷酸二氢钠、无水硫酸钠、硝酸铈、硫酸锰和硝酸镧中的一种或几种。
进一步地，所述镁合金防腐涂层的制备，具体方法为：将镁合金防腐涂料喷涂在镁合金转化膜上，在室温下静置20~30 h后，放入70~90 ℃的烘箱中烘干20~30 h；喷涂工艺参数为：气压0.2~0.4 Mpa，喷涂距离为100~300 mm，流量20~100 mL/min，喷枪速度为50~400mm/s，涂层喷涂遍数为5~20遍。
进一步地，所述镁合金防腐涂层的厚度为100~500 μm。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种镁合金防腐涂料，通过将镁合金缓蚀剂直接加入聚合物涂料中，成功地保持了涂料的稳定性，并赋予了涂料防腐蚀的性能，使得应用镁合金防腐涂料制备的涂层具备长周期的耐蚀性，有效改善了镁合金聚合物涂层不稳定的缺点，拓宽了镁合金的应用范围。应用所述镁合金防腐涂料制备防腐涂层，厚度均匀，可长时间在恶劣环境下服役，涂层制备工艺简单、操作便捷、成本低廉，易于大规模生产。
附图说明
图1为本申请实施例1提供的镁合金防腐涂层的盐雾腐蚀形貌图（不同厚度的涂层在0天、45天和90天的腐蚀形貌图）。
图2为本申请对比例1提供的镁合金防腐涂层的盐雾腐蚀形貌图（不同厚度的涂层在0天、45天和90天的腐蚀形貌图）。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面通过具体实施例对本申请的技术方案做详细的说明。
本发明实施例第一方面，提供一种镁合金防腐涂料，包括：镁合金缓蚀剂30~50 g/L、清漆50~80 g/L、流平剂10~15 g/L、润湿剂5~10g/L和消泡剂5~20 g/L。
本发明实施例提供的镁合金防腐涂料，通过将镁合金缓蚀剂直接加入聚合物涂料中，成功地保持了涂料的稳定性，并赋予了涂料防腐蚀的性能，使得涂层能够具备长周期的耐蚀性，有效改善了聚合物涂层不稳定的缺点，同时也拓宽了镁合金在实际应用领域的适用范围。
在一些实施例中，所述镁合金缓蚀剂为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂的复配；其中，所述无机缓蚀剂包括：磷酸二氢钠、无水硫酸钠和硝酸铈，所述无机缓蚀剂的浓度为10~30 g/L；所述有机缓蚀剂包括：1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、巴比妥酸、苯并三氮唑和蛋氨酸，所述有机缓蚀剂的浓度为10~40 g/L。
具体的，通过组合两种或多种缓蚀剂，充分利用它们之间的相互作用，可以实现协同效应，有效提高缓蚀效果。研究发现，将无机缓蚀剂和有机缓蚀剂复配后，将复配的缓蚀剂与涂料结合起来，制备耐蚀聚合物涂层效果大大提升，在盐雾环境中经过90天的测试后，涂层表面在划痕处出未现明显腐蚀，有效的抑制了腐蚀，使得涂层具备了自修复功能。
在一些实施例中，所述流平剂为二丙酮醇、三甲苯和N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种；所述润湿剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和月桂基硫酸钠中的一种或几种；所述消泡剂为三烷基三聚氰胺、脂肪酸甘油脂、聚合环氧丙烷中的一种或几种。所述清漆为丙烯酸清漆。
具体的，流平剂的添加促进了涂料在干燥成膜过程中形成平整、光滑、均匀的涂膜。流平剂药品选择要求药品降低涂料的表面张力，并消除湿膜表面张力梯度。润湿剂的引入使涂料更易在合金及涂层表面浸湿铺展，润湿剂药品选择要求根据具体的制漆过程和漆中不同药品特性，可以将涂料中疏水性药物的接触角降低。消泡剂的加入有效防止涂膜产生缩孔或者鱼眼等问题，提高了涂料的使用质量。其药品选择要求是不溶于被消泡体系，也不易被体系中的表面活性剂所增溶。清漆的主要目的是，形成具有保护、装饰和特殊性能的涂膜，干燥后在合金表面形成光滑薄膜。清漆的选择原则是首先要耐候性和耐热性好，清漆本体稳定性好，加入了缓蚀剂后，清漆不会与其发生反应，丙烯酸清漆对于这些条件都可以满足。所述丙烯酸清漆由丙烯酸树脂、稀释剂邻苯二甲酸二丁酯以及水组成，树脂用于提高清漆的耐磨和耐久性，稀释剂可以调整清漆的粘度，溶剂水起到了溶解和稀释作用，丙烯酸树脂：邻苯二甲酸二丁酯：水的质量比可选择为7~9:0.8~1.2:0.8~1.2，优选为8：1：1。
本发明实施例的第二方面，提供一种所述的镁合金防腐涂料的制备方法，将镁合金缓蚀剂溶于水中，搅拌至完全溶解，然后将清漆、流平剂、润湿剂和消泡剂分别加入至缓蚀剂溶液中，充分搅拌得到镁合金防腐涂料。
本发明实施例的镁合金防腐涂料的制备方法，通过将镁合金缓蚀剂优先溶解，可以使镁合金缓蚀剂更好的分散在涂料中，清漆的表面张力大于水，先加入清漆可能会降低缓蚀剂的溶解与分散。
本发明实施例的第三方面，提供一种所述的镁合金防腐涂料的应用，用于镁合金防腐涂层的制备。
所述镁合金防腐涂层的制备，方法包括：
1）镁合金预处理：去除镁合金表面氧化膜；
2）制备镁合金转化膜层：将预处理后的镁合金置于转化膜溶液中，在镁合金表面制备转化膜层；
3）镁合金防腐涂层的制备：将上述的镁合金防腐涂料涂覆在镁合金转化膜层上，形成镁合金防腐涂层。
本发明实施例提供的镁合金防腐涂层制备的制备方法，简化了镁合金涂层的制备工艺，得到的聚合物涂层厚度均匀，表面无明显缺陷处，涂料层与转化膜层之间结合力强，抗外力破坏能力卓越，涂层耐蚀性能出色，可长时间在恶劣环境下服役，同时，镁合金防腐涂层制备工艺简单、操作便捷、成本低廉，对设备要求较低，易于大规模生产，可用于复杂镁合金工件防腐涂层的制备。
在一些实施例中，所述镁合金预处理方法为：依次采用240~2000目粗糙度的砂纸对镁合金基体表面进行打磨，直至镁合金基体表面光滑平整。
具体的，可依次采用240目、400目、600目、800目、1000目、2000目粗糙度的水磨砂纸对镁合金基体表面进行打磨，直至镁合金基体表面光滑平整。由于镁合金易在空气中氧化，机加工过程中表面会有大量的氧化产物生成，如果不清理会降低基体与涂料的结合力，通过打磨可以去除镁合金基体的机工工痕迹。
在一些实施例中，所述转化膜溶液为：将镁合金转化膜药品溶于水中，温度为30~90℃，搅拌速度为200~250 rpm/min，搅拌时间为10~90min，浓度为20~30 g/L，所述镁合金转化膜药品包括磷酸二氢钠、无水硫酸钠、硝酸铈、硫酸锰和硝酸镧中的一种或几种。
具体的，转化膜药品主要为无机盐，它们更容易与镁发生反应。制备过程中在镁合金表面生成稳定的钝化膜抑制腐蚀离子的渗透，保护基材。制备转化膜层的好处有两方面，一是转化膜层表面的粗糙度大于镁合金合金基体，这可以有效提高镁合金与防腐涂料之间的结合力，二是转化膜本身即可以一定程度提高镁合金耐蚀性，所以进一步提高了镁合金防腐涂层的耐蚀性。
在一些实施例中，所述镁合金防腐涂层的制备，具体方法为：将镁合金防腐涂料喷涂在镁合金转化膜上，在室温下静置20~30 h后，放入70~90 ℃的烘箱中烘干20~30 h；喷涂工艺参数为：气压0.2~0.4 Mpa，喷涂距离为100~300 mm，流量20~100 mL/min，喷枪速度为50~400 mm/s，涂层喷涂遍数为5~20遍。
具体的，镁合金防腐涂层的制备方法可以选择喷涂、刷涂、刮涂等。相较于其他方法，喷涂可以快速制备涂层，通过喷涂工艺获得的涂层，光滑细腻，并且喷涂在处理缝隙和拐角时非常灵活。通过控制气压和流量，可以防止因气压和流量过大，导致喷涂量过大，漆液下流浪费；通过控制喷涂距离可以调控喷涂面积；喷涂次数根据所需涂层厚度选择，不宜超过20次，喷涂次数过多会降低涂层结合力，喷涂次数低于5次厚度可能不均匀。
在一些实施例中，所述镁合金防腐涂层的厚度为100~500 μm，优选为200~300 μm。
具体的，涂层厚度过薄，会导致涂层防护性能下降，耐蚀性较差，当涂层厚度低于200μm时，可能存在盐雾腐蚀90天涂层气泡的现象，说明涂层厚度低于200μm时耐蚀性能相对差一些。涂层厚度过厚，大于500μm则会导致涂层与基体结合力降低，综合考虑，优选涂层厚度为200~300 μm。
实施例1 一种镁合金防腐涂料及其制备方法和应用：
（1）镁合金防腐涂料：镁合金缓蚀剂45 g/L、清漆60 g/L、流平剂10 g/L、润湿剂5g/L和消泡剂9 g/L。其中，镁合金缓蚀剂为：20 g/L 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、10g/L 磷酸二氢钠和15 g/L 蛋氨酸；流平剂为10 g/L 二丙酮醇；润湿剂为5 g/L 十二烷基磺酸钠；消泡剂为9 g/L 脂肪酸甘油脂。
（2）镁合金防腐涂料的制备方法：称取20 g/L 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、10g/L 磷酸二氢钠和15 g/L 蛋氨酸溶于水中，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，称取60 g/L清漆、10 g/L 二丙酮醇、5 g/L 十二烷基磺酸钠以及9 g/L 脂肪酸甘油脂分别加入至缓蚀剂溶液中，充分搅拌得到耐蚀涂料溶液。
（3）镁合金防腐涂层的制备方法，具体步骤如下：
镁合金预处理：将镁合金样品按尺寸40 mm×40 mm×5 mm线切割，依次采用240目、400目、600目、800目、1000目、2000目粗糙度的水磨砂纸对镁合金基体表面进行打磨，直至镁合金基体表面光滑平整，然后冲洗干燥以除去镁合金基体表面的机加工痕迹。
制备镁合金转化膜层：称取10 g/L 无水硫酸钠和10 g/L 磷酸二氢钠溶于水中，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，将预处理好的镁合金放入溶液中，制备温度为80 ℃，制备时间为30 min，在镁合金表面制备转化膜层，制备完成后取出冲洗干燥。
镁合金防腐涂层的制备：将镁合金防腐涂料喷涂在镁合金转化膜样品上，在室温下静置24 h，然后将样品放入80 ℃的烘箱中烤24 h充分烘干涂层，分别制备涂层厚度为100、150、200、250、300 μm的镁合金耐蚀聚合物涂层。
实施例1提供的镁合金防腐涂层的盐雾腐蚀形貌如图1所示。
实施例2 一种镁合金防腐涂料及其制备方法和应用：
（1）镁合金防腐涂料：镁合金缓蚀剂50 g/L、清漆60 g/L、流平剂15 g/L、润湿剂10g/L和消泡剂9 g/L。其中，镁合金缓蚀剂为：20 g/L 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、20 g/L 1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和10 g/L 磷酸二氢钠；流平剂为15 g/L N,N-二甲基甲酰胺；润湿剂为10 g/L 十二烷基苯磺酸钠；消泡剂为9 g/L 三烷基三聚氰胺。
（2）镁合金防腐涂料的制备方法：称取20 g/L 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、20g/L 1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和10 g/L 磷酸二氢钠溶于水中，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，称取60 g/L 清漆、15 g/L N,N-二甲基甲酰胺、10 g/L 十二烷基苯磺酸钠以及9 g/L 三烷基三聚氰胺分别加入至缓蚀剂溶液中，充分搅拌得到耐蚀涂料溶液。
（3）镁合金防腐涂层的制备方法，具体步骤如下：
镁合金预处理：将镁合金样品按尺寸40 mm×40 mm×5 mm线切割，依次采用240目、400目、600目、800目、1000目、2000目粗糙度的水磨砂纸对镁合金基体表面进行打磨，直至镁合金基体表面光滑平整，然后冲洗干燥以除去镁合金基体表面的机加工痕迹。
制备镁合金转化膜层：称取20 g/L 硝酸铈和10 g/L 磷酸二氢钠溶于水中，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，将预处理好的镁合金放入溶液中，制备温度为80 ℃，制备时间为30 min，在镁合金表面制备转化膜层，制备完成后取出冲洗干燥。
镁合金防腐涂层的制备：将镁合金防腐涂料喷涂在镁合金转化膜样品上，在室温下静置24 h，然后将样品放入80 ℃的烘箱中烤24 h充分烘干涂层，制备涂层厚度为200 μm的镁合金耐蚀聚合物涂层。
实施例2制备的镁合金防腐涂层，通过中性盐雾实验测试其耐蚀性，在经过45 d的盐雾测试后，涂层划痕处未出现点蚀现象，在经过90 d测试后，划痕内部有少量白色腐蚀产物出现，涂层整体良好，未出现起泡现象。
实施例3 一种镁合金防腐涂料及其制备方法和应用：
（1）镁合金防腐涂料：镁合金缓蚀剂30 g/L、清漆50 g/L、流平剂10 g/L、润湿剂5g/L和消泡剂5 g/L。其中，镁合金缓蚀剂为：20 g/L 巴比妥酸和10 g/L 磷酸二氢钠；流平剂为10 g/L 三甲苯；润湿剂为5 g/L 十二烷基硫酸钠；消泡剂为5 g/L 脂肪酸甘油脂。
（2）镁合金防腐涂料的制备方法：称取20 g/L 巴比妥酸和10 g/L 磷酸二氢钠溶于水中，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，称取50 g/L 清漆、10 g/L 三甲苯、5 g/L 十二烷基硫酸钠以及5 g/L 脂肪酸甘油脂分别加入至缓蚀剂溶液中，充分搅拌得到耐蚀涂料溶液。
（3）镁合金防腐涂层的制备方法，具体步骤如下：
镁合金预处理：将镁合金样品按尺寸40 mm×40 mm×5 mm线切割，依次采用240目、400目、600目、800目、1000目、2000目粗糙度的水磨砂纸对镁合金基体表面进行打磨，直至镁合金基体表面光滑平整，然后冲洗干燥以除去镁合金基体表面的机加工痕迹。
制备镁合金转化膜层：称取10 g/L 硝酸铈和15g/L 硝酸镧溶于水中，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，将预处理好的镁合金放入溶液中，制备温度为80 ℃，制备时间为30min，在镁合金表面制备转化膜层，制备完成后取出冲洗干燥。
镁合金防腐涂层的制备：将镁合金防腐涂料喷涂在镁合金转化膜样品上，在室温下静置24 h，然后将样品放入80 ℃的烘箱中烤24 h充分烘干涂层，制备涂层厚度为300μm的镁合金耐蚀聚合物涂层。
实施例3制备的镁合金防腐涂层，通过中性盐雾实验测试其耐蚀性，在经过45 d的盐雾测试后，涂层划痕处未出现点蚀现象，在经过90 d测试后，划痕处裸露基体仍未出现明显的大量腐蚀产物，涂层整体良好，未出现起泡现象。
实施例4 一种镁合金防腐涂料及其制备方法和应用：
（1）镁合金防腐涂料：镁合金缓蚀剂40 g/L、清漆60 g/L、流平剂10 g/L、润湿剂10g/L和消泡剂20 g/L。其中，镁合金缓蚀剂为：10 g/L 无水硫酸钠、10 g/L 巴比妥酸和20g/L 苯并三氮唑；流平剂为10 g/L二丙酮醇；润湿剂为10 g/L十二烷基磺酸钠；消泡剂为20g/L 脂肪酸甘油脂。
（2）镁合金防腐涂料的制备方法：称取10 g/L 无水硫酸钠、10 g/L 巴比妥酸和20g/L 苯并三氮唑溶于水中，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，称取60 g/L 清漆、10 g/L 二丙酮醇、10 g/L 十二烷基磺酸钠以及20 g/L 脂肪酸甘油脂分别加入至缓蚀剂溶液中，充分搅拌得到耐蚀涂料溶液。
（3）镁合金防腐涂层的制备方法，具体步骤如下：
镁合金预处理：将镁合金样品按尺寸40 mm×40 mm×5 mm线切割，依次采用240目、400目、600目、800目、1000目、2000目粗糙度的水磨砂纸对镁合金基体表面进行打磨，直至镁合金基体表面光滑平整，然后冲洗干燥以除去镁合金基体表面的机加工痕迹。
制备镁合金转化膜层：称取10 g/L 硫酸锰和10 g/L 磷酸二氢钠溶于水中，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，将预处理好的镁合金放入溶液中，制备温度为80 ℃，制备时间为30 min，在镁合金表面制备转化膜层，制备完成后取出冲洗干燥。
镁合金防腐涂层的制备：将镁合金防腐涂料喷涂在镁合金转化膜样品上，在室温下静置24 h，然后将样品放入80 ℃的烘箱中烤24 h充分烘干涂层，制备涂层厚度为200μm的镁合金耐蚀聚合物涂层。
实施例4制备的镁合金防腐涂层，通过中性盐雾实验测试其耐蚀性，在经过45 d的盐雾测试后，涂层划痕处未出现点蚀现象，在经过90 d测试后，划痕内部有少量白色腐蚀产物出现，涂层整体良好，未出现起泡现象。
实施例5 一种镁合金防腐涂料及其制备方法和应用：
（1）镁合金防腐涂料：镁合金缓蚀剂30 g/L、清漆50 g/L、流平剂10 g/L、润湿剂5g/L和消泡剂9 g/L。其中，镁合金缓蚀剂为：20 g/L 1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和10g/L无水硫酸钠；流平剂为10 g/L 三甲苯；润湿剂为5 g/L 月桂基硫酸钠；消泡剂为9 g/L聚合环氧丙烷。
（2）镁合金防腐涂料的制备方法：称取20 g/L 1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和10 g/L 无水硫酸钠溶于水中，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，称取50 g/L 清漆、10 g/L三甲苯、5 g/L 月桂基硫酸钠以及9 g/L 聚合环氧丙烷分别加入至缓蚀剂溶液中，充分搅拌得到耐蚀涂料溶液。
（3）镁合金防腐涂层的制备方法，具体步骤如下：
镁合金预处理：将镁合金样品按尺寸40 mm×40 mm×5 mm线切割，依次采用240目、400目、600目、800目、1000目、2000目粗糙度的水磨砂纸对镁合金基体表面进行打磨，直至镁合金基体表面光滑平整，然后冲洗干燥以除去镁合金基体表面的机加工痕迹。
制备镁合金转化膜层：称取20 g/L 硝酸铈和10 g/L 磷酸二氢钠溶于水中，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，将预处理好的镁合金放入溶液中，制备温度为80 ℃，制备时间为30 min，在镁合金表面制备转化膜层，制备完成后取出冲洗干燥。
镁合金防腐涂层的制备：将镁合金防腐涂料喷涂在镁合金转化膜样品上，在室温下静置24 h，然后将样品放入80 ℃的烘箱中烤24 h充分烘干涂层，制备涂层厚度为150 μm的镁合金耐蚀聚合物涂层。
实施例5制备的镁合金防腐涂层，通过中性盐雾实验测试其耐蚀性，在经过45 d的盐雾测试后，涂层的一侧划痕处有少量的白色产物出现，裸漏基体出现轻微点蚀。在经过90d的盐雾测试后，点蚀区域进一步扩大，有大量的腐蚀产物生成，但是腐蚀并未扩展至涂层内部，涂层表面未出现起泡现象。
实施例6 一种镁合金防腐涂料及其制备方法和应用：
（1）镁合金防腐涂料：镁合金缓蚀剂40 g/L、清漆80 g/L、流平剂10 g/L、润湿剂10g/L和消泡剂9 g/L。其中，镁合金缓蚀剂为：10 g/L 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、20 g/L 蛋氨酸和10 g/L 无水硫酸钠；流平剂为10 g/L N,N-二甲基甲酰胺；润湿剂为10 g/L 十二烷基苯磺酸钠；消泡剂为9 g/L 聚合环氧丙烷。
（2）镁合金防腐涂料的制备方法：称取10 g/L 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、20g/L 蛋氨酸和10 g/L 无水硫酸钠溶于水中，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，称取80 g/L清漆、10 g/L N,N-二甲基甲酰胺、10 g/L 十二烷基苯磺酸钠以及9 g/L 聚合环氧丙烷分别加入至缓蚀剂溶液中，充分搅拌得到耐蚀涂料溶液。
（3）镁合金防腐涂层的制备方法，具体步骤如下：
镁合金预处理：将镁合金样品按尺寸40 mm×40 mm×5 mm线切割，依次采用240目、400目、600目、800目、1000目、2000目粗糙度的水磨砂纸对镁合金基体表面进行打磨，直至镁合金基体表面光滑平整，然后冲洗干燥以除去镁合金基体表面的机加工痕迹。
制备镁合金转化膜层：称取20 g/L 磷酸二氢钠溶于水中，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，将预处理好的镁合金放入溶液中，制备温度为80 ℃，制备时间为30 min，在镁合金表面制备转化膜层，制备完成后取出冲洗干燥。
镁合金防腐涂层的制备：将镁合金防腐涂料喷涂在镁合金转化膜样品上，在室温下静置24 h，然后将样品放入80 ℃的烘箱中烤24 h充分烘干涂层，制备涂层厚度为300μm的镁合金耐蚀聚合物涂层。
实施例6制备的镁合金防腐涂层，通过中性盐雾实验测试其耐蚀性，在经过45 d的盐雾测试后，涂层划痕处未出现点蚀现象，在经过90 d测试后，划痕处裸露基体仍未出现明显的大量腐蚀产物，涂层整体良好，未出现起泡现象。
实施例7 一种镁合金防腐涂料及其制备方法和应用：
（1）镁合金防腐涂料：镁合金缓蚀剂40 g/L、清漆70 g/L、流平剂10 g/L、润湿剂5g/L和消泡剂20 g/L。其中，镁合金缓蚀剂为：20 g/L 硝酸铈、10 g/L 磷酸二氢钠和10 g/L1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐；流平剂为10 g/L二丙酮醇；润湿剂为5 g/L 十二烷基磺酸钠；消泡剂为20 g/L 聚合环氧丙烷。
（2）镁合金防腐涂料的制备方法：称取20 g/L 硝酸铈、10 g/L 磷酸二氢钠和10g/L 1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐溶于水中，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，称取70g/L 清漆、10 g/L 二丙酮醇、5 g/L 十二烷基磺酸钠以及20 g/L 聚合环氧丙烷分别加入至缓蚀剂溶液中，充分搅拌得到耐蚀涂料溶液。
（3）镁合金防腐涂层的制备方法，具体步骤如下：
镁合金预处理：将镁合金样品按尺寸40 mm×40 mm×5 mm线切割，依次采用240目、400目、600目、800目、1000目、2000目粗糙度的水磨砂纸对镁合金基体表面进行打磨，直至镁合金基体表面光滑平整，然后冲洗干燥以除去镁合金基体表面的机加工痕迹。
制备镁合金转化膜层：称取10 g/L 无水磷酸钠和10 g/L 磷酸二氢钠溶于水中，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，将预处理好的镁合金放入溶液中，制备温度为80 ℃，制备时间为30 min，在镁合金表面制备转化膜层，制备完成后取出冲洗干燥。
镁合金防腐涂层的制备：将镁合金防腐涂料喷涂在镁合金转化膜样品上，在室温下静置24 h，然后将样品放入80 ℃的烘箱中烤24 h充分烘干涂层，制备涂层厚度为100 μm的镁合金耐蚀聚合物涂层。
实施例7制备的镁合金防腐涂层，通过中性盐雾实验测试其耐蚀性，在经过45 d的盐雾测试后，涂层划痕处出现多处点蚀，在经过90 d测试后，点蚀区域涂层出现起泡现象，有大量的白色腐蚀产物生成，但是腐蚀并未扩展至涂层内部，涂层表面未出现起泡现象。
对比例1 一种镁合金聚合物涂层的制备方法：
具体步骤如下：
（1）镁合金预处理：与实施例1相同。
（2）制备镁合金转化膜层：与实施例1相同。
（3）配制涂料溶液：称取60 g/L 清漆、10 g/L 二丙酮醇、5 g/L 十二烷基磺酸钠以及9 g/L 脂肪酸甘油脂加入至水中，充分搅拌得到涂料溶液。
（4）镁合金聚合物涂层制备：将步骤（3）得到的涂料溶液喷涂在镁合金样品表面，制备涂层厚度为100、200、300 μm的聚合物涂层，在室温下静置24 h，然后将样品放入80 ℃的烘箱中烤24 h充分烘干涂层。
对比例1制备的镁合金防腐涂层的盐雾腐蚀形貌图如图2所示。
对比例2 一种镁合金聚合物涂层的制备方法：
具体步骤如下：
（1）镁合金预处理：与实施例1相同。
（2）制备镁合金转化膜层：与实施例1相同。
（3）配制涂料溶液：称取10 g/L 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、20 g/L 蛋氨酸，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，称取50 g/L 清漆、10 g/L 二丙酮醇、5 g/L 十二烷基磺酸钠以及20 g/L 聚合环氧丙烷加入至水中，充分搅拌得到涂料溶液。
（4）镁合金聚合物涂层制备：将步骤（3）得到的涂料溶液喷涂在镁合金样品表面，制备涂层厚度为100 μm的聚合物涂层，在室温下静置24 h，然后将样品放入80 ℃的烘箱中烤24 h充分烘干涂层。
对比例2制备的镁合金防腐涂层，通过中性盐雾实验测试其耐蚀性，在经过45 d的盐雾测试后，涂层划痕处基体出现大量腐蚀产物，但涂层整体尚为完好，未出现起泡现象。在经过90 d的盐雾测试后，划痕处堆积大量腐蚀产物，腐蚀扩展至涂层内部，涂层划痕处周围出现大量的气泡。
对比例3 一种镁合金聚合物涂层的制备方法：
具体步骤如下：
（1）镁合金预处理：与实施例1相同。
（2）制备镁合金转化膜层：与实施例1相同。
（3）配制涂料溶液：称取20 g/L 苯并三氮唑，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，称取50 g/L 清漆、10 g/L 二丙酮醇、5 g/L 十二烷基磺酸钠以及20 g/L 聚合环氧丙烷加入至水中，充分搅拌得到涂料溶液。
（4）镁合金聚合物涂层制备：将步骤（3）得到的涂料溶液喷涂在镁合金样品表面，制备涂层厚度为300 μm的聚合物涂层，在室温下静置24 h，然后将样品放入80 ℃的烘箱中烤24 h充分烘干涂层。
对比例3制备的镁合金防腐涂层，通过中性盐雾实验测试其耐蚀性，在经过45 d的盐雾测试后，涂层划痕处基体出现少量点蚀现象。在经过90 d的盐雾测试后，划痕处出现大量腐蚀产物，在划痕四周出现大量的起泡现象。此外在涂层的两划痕中央也出现了起泡，归结原因为单一有机缓蚀剂未能有效防护，涂层出现起泡现象后会降低涂层的防护性能，导致涂层防护快速失效。
对比例4 一种镁合金聚合物涂层的制备方法：
具体步骤如下：
（1）镁合金预处理：与实施例1相同。
（2）制备镁合金转化膜层：与实施例1相同。
（3）配制涂料溶液：称取20 g/L 巴比妥酸和20 g/L 蛋氨酸，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，称取50 g/L 清漆、10 g/L 二丙酮醇、5 g/L 十二烷基磺酸钠以及20 g/L 聚合环氧丙烷加入至水中，充分搅拌得到涂料溶液。
（4）镁合金聚合物涂层制备：将步骤（3）得到的涂料溶液喷涂在镁合金样品表面，制备涂层厚度为300 μm的聚合物涂层，在室温下静置24 h，然后将样品放入80 ℃的烘箱中烤24 h充分烘干涂层。
对比例4制备的镁合金防腐涂层，通过中性盐雾实验测试其耐蚀性，在经过45 d的盐雾测试后，涂层划痕处基体出现大量腐蚀产物，在涂层中央位置出现了起泡现象。在经过90 d的盐雾测试后，整个涂层表面皆存在大量的起泡现象，表面堆积大量腐蚀产物。归结原因为：不同缓蚀剂之间复配后所起到的效果有所不同，有协同作用的缓蚀剂复配后才能有效提高涂层的耐蚀性。
对比例5 一种镁合金聚合物涂层的制备方法：
具体步骤如下：
（1）镁合金预处理：与实施例1相同。
（2）制备镁合金转化膜层：与实施例1相同。
（3）配制涂料溶液：称取20 g/L 磷酸二氢钠，使用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，称取50 g/L 清漆、10 g/L 二丙酮醇、5 g/L 十二烷基磺酸钠以及20 g/L 聚合环氧丙烷加入至水中，充分搅拌得到涂料溶液。
（4）镁合金聚合物涂层制备：将步骤（3）得到的涂料溶液喷涂在镁合金样品表面，制备涂层厚度为300 μm的聚合物涂层，在室温下静置24 h，然后将样品放入80 ℃的烘箱中烤24 h充分烘干涂层。
对比例5制备的镁合金防腐涂层，通过中性盐雾实验测试其耐蚀性，在经过45 d的盐雾测试后，涂层划痕处基体出现少量点蚀现象。在经过90 d的盐雾测试后，划痕处出现大量腐蚀产物，在划痕四周出现大量的起泡现象。归结原因为单一的无机缓蚀剂未能有效防护，涂层出现起泡现象后会降低涂层的防护性能，导致涂层防护快速失效。
结果与讨论：参见图1和图2，并结合实施例1~7与对比例1~5，实施例1~7无机缓蚀剂和有机缓蚀剂复配缓蚀剂的加入有效提高了聚合物涂层的长周期耐蚀性，在盐雾环境中经过90天的测试，未加入缓蚀剂的涂层（对比例1）以及使用单一的有机缓蚀剂或有机缓蚀剂复配的涂层或单一的无机缓蚀剂（对比例2~5）表面出现大量腐蚀产物，涂层起泡失效。而加入无机缓蚀剂和有机缓蚀剂复配缓蚀剂的涂层在90天后，涂层表面在划痕处出未现明显腐蚀，表明无机缓蚀剂和有机缓蚀剂复配缓蚀剂有效抑制了腐蚀，使得涂层具备了自修复功能。且随涂层厚度增加，涂层耐蚀效果增加。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种镁合金防腐涂料，其特征在于，包括：镁合金缓蚀剂30~50 g/L、清漆50~80 g/L、流平剂10~15 g/L、润湿剂5~10g/L和消泡剂5~20 g/L。
2.根据权利要求1所述的镁合金防腐涂料，其特征在于，所述镁合金缓蚀剂为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂的复配；其中，所述无机缓蚀剂包括：磷酸二氢钠、无水硫酸钠和硝酸铈，所述无机缓蚀剂的浓度为10~30g/L；所述有机缓蚀剂包括：1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、巴比妥酸、苯并三氮唑和蛋氨酸，所述有机缓蚀剂的浓度为10~40g/L。
3.根据权利要求1所述的镁合金防腐涂料，其特征在于，
所述流平剂为二丙酮醇、三甲苯和N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种；
所述润湿剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和月桂基硫酸钠中的一种或几种；
所述消泡剂为三烷基三聚氰胺、脂肪酸甘油脂、聚合环氧丙烷中的一种或几种。
4.权利要求1~3任一项所述的镁合金防腐涂料的制备方法，其特征在于，将镁合金缓蚀剂溶于水中，搅拌至完全溶解，然后将清漆、流平剂、润湿剂和消泡剂分别加入至缓蚀剂溶液中，充分搅拌得到镁合金防腐涂料。
5.权利要求1~3任一项所述的镁合金防腐涂料的应用，其特征在于，用于镁合金防腐涂层的制备。
6.根据权利要求5所述的镁合金防腐涂料的应用，其特征在于，所述镁合金防腐涂层的制备，方法包括：
1）镁合金预处理：去除镁合金表面氧化膜；
2）制备镁合金转化膜层：将预处理后的镁合金置于转化膜溶液中，在镁合金表面制备转化膜层；
3）镁合金防腐涂层的制备：将权利要求1~3任一项所述的镁合金防腐涂料涂覆在镁合金转化膜层上，形成镁合金防腐涂层。
7.根据权利要求6所述的镁合金防腐涂料的应用，其特征在于，所述镁合金预处理方法为：依次采用240~2000目粗糙度的砂纸对镁合金基体表面进行打磨，直至镁合金基体表面光滑平整。
8.根据权利要求6所述的镁合金防腐涂料的应用，其特征在于，所述转化膜溶液为：将镁合金转化膜药品溶于水中，温度为30~90℃，搅拌速度为200~250 rpm/min，搅拌时间为10~90 min，浓度为20~30 g/L，所述镁合金转化膜药品包括磷酸二氢钠、无水硫酸钠、硝酸铈、硫酸锰和硝酸镧中的一种或几种。
9.根据权利要求6所述的镁合金防腐涂料的应用，其特征在于，所述镁合金防腐涂层的制备，具体方法为：将镁合金防腐涂料喷涂在镁合金转化膜上，在室温下静置20~30 h后，放入70~90 ℃的烘箱中烘干20~30 h；喷涂工艺参数为：气压0.2~0.4 Mpa，喷涂距离为100~300 mm，流量20~100 mL/min，喷枪速度为50~400 mm/s，涂层喷涂遍数为5~20遍。
10.根据权利要求6所述的镁合金防腐涂料的应用，其特征在于，所述镁合金防腐涂层的厚度为100~500 μm。
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