一种具有防护涂料的结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有防护涂料的结构，包括金属基材以及位于金属基材表面上的有机防护涂料层，其特征在于：在金属基材表面以及有机防护涂料层之间还具有一结合层，该结合层包括由内至外依序位于金属基材表面的无机二氧化硅层和有机硅烷膜层，该有机硅烷膜层由γ‑氨丙基三乙氧基硅烷或者γ‑(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷制成，以解决现有的金属基材上的防护涂料易起泡、剥离或脱落的问题。

A structure with protective coating

【技术实现步骤摘要】
一种具有防护涂料的结构
本技术涉及金属防护领域，具体是涉及一种具有防护涂料的结构。
技术介绍
金属材料的腐烛是一个自发的过程，是无法完全避免的，但可以通过人工的努力去控制，常见的有电化学保护和表面防护保护技术。目前表面防护保护技术最常见的方式是在金属材料的表层涂覆一层或者多层防护涂料，以将金属表面和腐蚀介质隔离以起到保护的作用。有机涂层是防止金属腐烛的有效方法，对有机涂层技术要求有：与金属基体有良好的附着力、较低的涂层孔隙率、优良的耐腐蚀介质性能。确保有机涂层的防护性能，涂层与金属基体必须有较好的附着力，金属和涂层的结合力好坏直接影响到整个体系的防腐烛性能好坏。若金属和涂层之间的结合力较差，则容易导致涂层起泡、剥离和脱落等现象，使水、氧气和腐烛性离子可以通过缺陷处渗透到金属表面，因此结合力较差的涂层体系很难为金属基体提供长期稳定的保护。涂层与金属基体的结合力好坏，直接关系着涂装防护体系耐腐烛性能的好坏。位于金属涂装防护体系中间的预处理层，对整个涂层体系的结合力好坏，起着至关重要的作用。传统的磷酸盐转化和铬酸盐钝化处理技术是最常见的两种预处理技术，由于能在金属表面形成多孔性化学转化膜而使得后续涂层有良好的结合力，因而多年来被广泛应用。然而铬化和磷化预处理工艺也带来很大的环境问题(铬酸盐处理中含有毒性高且易致癌的六价铬，磷酸盐处理液中都含有磷或重金属等有害物质)，它们的应用也受到了限制。而且磷酸盐转化和铬酸盐钝化形成的转化膜厚度小，其对防护涂料与金属基体表面之间结合力的增加有限，防护涂料层依然存在易起泡、剥离或脱落的问题。
技术实现思路
本技术旨在提供一种具有防护涂料的结构，以解决现有的金属基材上的防护涂料易起泡、剥离或脱落的问题。具体方案如下：一种具有防护涂料的结构，包括金属基材以及位于金属基材表面上的有机防护涂料层，在金属基材表面以及有机防护涂料层之间还具有一结合层，该结合层包括由内至外依序位于金属基材表面的无机二氧化硅层和有机硅烷膜层，该有机硅烷膜层由γ-氨丙基三乙氧基硅烷或者γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷制成。进一步的，所述无机二氧化硅层的厚度为4μm～6μm，所述有机硅烷膜层的厚度为5μm～10μm。进一步的，所述有机硅烷膜层中还掺杂有SiO2纳米颗粒。进一步的，所述有机硅烷膜层中还掺入有活性缓蚀粒子，所述活性缓蚀粒子为La盐、Ce盐或者钼酸盐。进一步的，所述有机硅烷膜层内还具有双酚A交联剂。进一步的，所述金属基材的表面为由Fe、Al、Mg或Zn的其一形成金属层或由至少其二组合形成的合金层。本技术提供的具有防护涂料的结构与现有技术相比较具有以下优点：本技术提供的具有防护涂料的结构在金属基材表面以及有机防护涂料层之间增加了结合层，该结合层由无机二氧化硅层和有机硅烷膜层组成，其大大增加了金属基材与有机防护涂料层之间的结合力，从而大大降低了有机防护涂料层起泡、剥离和脱落等现象，大大增加了有机防护涂料层起到的防护作用。附图说明图1示出了具有防护涂料的结构的示意图。图2示出了金属基材表面的防护涂层的SEM的照片。图3示出了无机二氧化硅层和有机硅烷膜层的TEM照片。具体实施方式为进一步说明各实施例，本技术提供有附图。这些附图为本技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本技术的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。现结合附图和具体实施方式对本技术进一步说明。如图1所示的，本实施例提供了一种具有防护涂料的结构，其包括金属基材(MS)1、位于金属基材表面上的有机防护涂料层2以及位于金属基材表面和有机防护涂料层2之间的结合层3，结合层3包括了无机二氧化硅(E-SiO2)层30和有机硅烷膜层31，无机二氧化硅层30与金属基材1的表面具有良好的结合力，并且无机二氧化硅的机械性能强，表面粗糙多孔，可以提高无机二氧化硅层30与防护涂料层2之间的结合力，从而提高金属涂层体系的耐腐蚀性能。但是由于无机二氧化硅层30的厚度在现有技术下形成的膜层仍然较小(一般不超过6μm)，因此单纯的无机二氧化硅层30虽然能够提高金属基材1与有机防护涂料层2之间的结合力，但提高的能力仍然有限，为了进一步提高金属基材1与有机防护涂料层2之间的结合力，在无机二氧化硅层30增加一层有机硅烷膜层31，该有机硅烷膜层31是由γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γ-APTES)或者γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(γ-GPTMS)制成的有机硅烷膜层31，γ-APTES和γ-GPTMS由于其官能团可与后续有机涂层键和而实现优异的结合力，因此更适用于有机涂层的前处理。有机硅烷膜层31增加了无机二氧化硅层30的厚度，并且有机硅烷膜层31能够与无机二氧化硅层30之间形成-Si-O-Si-共价键交联，保证了有机硅烷膜层31和无机二氧化硅层30之间的结合力，并且使得有机硅烷膜层31和无机二氧化硅层30能够共同发挥了无机二氧化硅薄膜与金属基体之间充分键合、无机二氧化硅薄膜表面的粗糙度等优点的情况下，还增加有机防护涂料层2与有机硅烷膜层31交联结合的效果，从而大大增加了金属基材1与有机防护涂料层2之间的结合力，从而大大降低了有机防护涂料层2起泡、剥离和脱落等现象，大大增加了有机防护涂料层2起到的防护作用。上述的结合层3可以由下面的方法来实现。本实施例中的金属基材1以市面上常见且用量大的Q235钢板为例来进行说明，但并不限定于此，还可以是其它的金属基材，但优选诸如Fe、Al、Mg、Zn等表面羟基较多的金属基材或者是其它金属基材的表面上具有这些金属层，这些金属表面的羟基较多，更易于硅烷成膜。金属基材1的表面形成结合层3前先进行预处理：首先，依次经氧化铝砂纸粗磨，再经过金相砂纸打磨，最后用600目的金相砂纸打磨。打磨完成后进行碱性活化，即用碱性除油液(NaOH和NaNO3的混合溶液，PH＝8.0)在超声除油10min，然后依次用纯净水和去离子水冲洗干净，干燥后置于干燥箱中保存待用。无机二氧化硅层30的制备：电沉积SiO2前驱体溶液配制：取0.5L无水乙醇和0.2mol/L的水溶液0.5L放入烧杯中搅拌均匀，然后边搅拌边滴入50mL的正硅酸乙酯(TEOS)，并用体积比为10％HCl的调节溶液PH至3.0左右，将配制好的混合溶液用保鲜膜封住烧杯口以防止溶剂挥发，然后置于25℃的恒温水浴中搅拌水解5h，待用。电沉积SiO2：本实施例的电沉积过程在电化学工作站上进行，采用三电极体系。对电极为金属铂片，参比电极为商用Ag/AgCl(饱和KCl溶液)，工作电极为低碳钢电极。Q235钢板经过除油处理之后，在正硅酸乙酯的前驱体溶液中以恒电位-1.2V沉积300s，取出样品经去离子水冲洗除去吸附的多余前驱体溶液，在无水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有防护涂料的结构，包括金属基材以及位于金属基材表面上的有机防护涂料层，其特征在于：在金属基材表面以及有机防护涂料层之间还具有一结合层，该结合层包括由内至外依序位于金属基材表面的无机二氧化硅层和有机硅烷膜层，该有机硅烷膜层由γ-氨丙基三乙氧基硅烷或者γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷制成。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有防护涂料的结构，包括金属基材以及位于金属基材表面上的有机防护涂料层，其特征在于：在金属基材表面以及有机防护涂料层之间还具有一结合层，该结合层包括由内至外依序位于金属基材表面的无机二氧化硅层和有机硅烷膜层，该有机硅烷膜层由γ-氨丙基三乙氧基硅烷或者γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷制成。


2.根据权利要求1所述的具有防护涂料的结构，其特征在于：所述无机二氧化硅层的厚度为4μm～6μm，所述有机硅烷膜层的厚度为5μm～10μm。


3.根据权利要求1所述的具有防...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭阳标，
申请(专利权)人：厦门辉腾盛科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35