耐腐蚀彩色金属材料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐腐蚀彩色金属材料的制备方法，通过先对金属材料进行表面处理后在金属材料表面形成耐腐蚀性能不同的耐腐蚀涂层，利用处理后金属材料表面具有化学活性的含氧基团与耐腐蚀涂层之间的化学键合作用，在金属材料表面形成高保形，致密且均匀的超薄耐腐蚀涂层；通过上述方式，可在不影响金属材料原有性能的同时，赋予金属材料优异的耐腐蚀性和艳丽的颜色，甚至进一步改善金属材料的耐氧化性能。另外，上述制备过程中还可以通过对涂层材料的选择及实验条件的控制，制得耐腐蚀性能不同的耐腐蚀涂层，在不同耐腐蚀涂层的共同作用下，有效阻拦了腐蚀性物质进入金属材料内部。部。部。

【技术实现步骤摘要】
耐腐蚀彩色金属材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及防腐材料
，尤其涉及一种耐腐蚀彩色金属材料的制备方法。

技术介绍

[0002]海上运输装备是用于进行海上货物运输的装备，长时间浸泡在海水中后，装备中的金属及其制品会出现锈蚀、脆化甚至损坏，这主要是因为金属材料在海水温度、大气以及海水盐碱度的影响下被腐蚀，且腐蚀程度会随着时间的推移愈发严重，甚至导致金属船体直接完全破坏，造成安全事故的发生。
[0003]目前对船体进行保护的主要手段是选用耐腐蚀的船体材料、涂层保护措施、电化学保护措施，但这些方法或多或少均有一些不足之处；选用耐腐蚀的船体材料虽然可以有效避免船体的锈蚀，但是也需要花费高成本去选择更为耐腐蚀的金属材料；涂层保护措施，涂层在海水的挤压和冲击作用下，也会随之掉落，从而丧失对金属船体的保护能力；电化学保护措施，主要是通过让腐蚀电池的相应电位差消失或减少，来达到降低船体腐蚀的目的，但是该方法是一种特殊的钝态保护法，因而不适用于所有金属。因此，有效且经济的改善保护船体耐腐蚀的技术仍然是亟待解决的问题。
[0004]现有技术中，申请号为201410189950.3，公开日为2014年8月20日，名称为“海洋钢结构长效防护多层环氧重防腐涂层及制备方法”的专利中通过先制备多元羧基环氧树脂，并将多元羧基环氧树脂作为底涂层，同时配合无溶剂环氧树脂涂料和丙烯酸环氧面漆或聚氨酯环氧面漆或有机硅环氧面漆或氟碳面漆一起对金属表面进行处理，该过程中可利用羟基官能团与金属表面的羟基之间的化学键合作用，增强了涂层与金属表面的结合力，同时，利用各涂层本身的特点，在金属表面形成一层防护效果好、且与金属结合紧密的复合涂层。上述技术方案中利用喷涂的方式在金属表面形成涂层，再利用涂层中的化学物质的官能团之间的相互作用使各层结合在一起的方式，虽然可以使各层涂料之间结合紧密，但是，喷涂的过程中难以精准控制涂层的厚度，使得金属表面的防腐涂层厚度不均匀，使用过程中一旦厚度较薄的涂层被破坏，整个防腐涂层便会被破坏，进而破坏内部的金属层。同时，有机树脂适应环境能力较差，太阳光辐照、温度等环境条件也能加速其老化，进而导致功能丧失。
[0005]有鉴于此，有必要设计一种改进的耐腐蚀彩色金属材料的制备方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种耐腐蚀彩色金属材料的制备方法。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种耐腐蚀彩色金属材料的制备方法，所述耐腐蚀彩色金属材料包括基体金属层及紧密贴合于所述基体金属层表面的耐腐蚀涂层，其中，所述耐磨蚀涂层包括至少一层由耐酸碱性材料形成的涂层，所述耐腐蚀涂层与所述金属层及相邻两个所述耐磨蚀涂层之间均以化学键合的方式结合；
[0008]所述耐腐蚀彩色金属材料的制备方法，包括如下步骤：
[0009]S1、将预先清洗过的金属材料进行表面处理，得到预处理的金属材料；
[0010]S2、在步骤S1制得的所述预处理的金属材料表面形成均匀致密的所述耐腐蚀涂层，即制得所述耐腐蚀彩色金属材料。
[0011]优选的，在步骤S2中，所述耐腐蚀涂层厚度为40
‑
1000nm。
[0012]优选的，所述耐酸碱性材料包括TiO2、SiO2、Cr2O3、ZrO2、IrO2、Ti、Ir、Ni、Cr、聚酰亚胺、聚脲、聚芳酯、聚四氟乙烯中的一种或几种。
[0013]优选的，当耐腐蚀涂层为两层以上时，贴近所述基体金属层的第一层为高分子聚合物层，其不同层的折射率和密度由外至内依次减少，且相邻两层所述耐磨蚀涂层的折射率的差值大于0.20。
[0014]优选的，在步骤S2中，在所述金属材料表面形成所述耐腐蚀涂层的方法，包括层层自组装、旋转式原子层沉积法、分子层沉积、多光子电离、等离子体增强的化学气相沉积、真空溅镀、磁控溅射、电镀、化学电镀和化学黏合中的一种或几种。
[0015]优选的，在步骤S1中，所述金属材料为铁、铜、镍、钢、铝、锌、镁、铬中的一种或几种形成的合金。
[0016]优选的，所述耐腐蚀涂层的层数不超过5层。
[0017]优选的，在步骤S1中，所述表面处理通过采用砂纸对所述金属材料进行打磨，然后在碱液中煮沸20
‑
60min，最后采用等离子体处理5
‑
10min。
[0018]本专利技术的有益效果是：
[0019]1、本专利技术提供的耐腐蚀彩色金属材料的制备方法，通过先对金属材料进行表面处理以使金属材料表面产生大量的含氧活性基团，再在金属材料表面沉积耐腐蚀涂层，利用耐腐蚀涂层与活性基团之间的化学键合，在金属材料表面均匀制备耐腐蚀涂层，且耐腐蚀涂层与金属材料的表面结构保持高度一致；通过上述方式，可在不影响金属材料原有性能的同时，赋予金属材料艳丽的颜色和优异的耐腐蚀性，甚至进一步改善金属材料的耐氧化性能。上述制备过程中还可以通过对涂层材料的选择及实验条件的控制，制得抗腐蚀性能不同的金属材料。特别地，由于薄膜之间的干涉作用，耐腐蚀金属材料的表面可呈现出特定的颜色，减少了油漆等颜料的使用，提供了一种颜色持久且绿色的材料生色方法，在耐腐蚀材料上具有很好的应用前景。
[0020]2、本专利技术提供的耐腐蚀彩色金属材料的制备方法，通过采用化学键合成膜的方式在金属材料表面形成耐腐蚀性不同的耐腐蚀层，可在不影响金属材料原有力学性能和电学性能的同时，赋予金属材料耐腐蚀性，改善金属材料的耐氧化性能；另外，使各耐腐蚀层之间及耐腐蚀层与金属材料表面以化学键合的方式进行结合，增强了耐腐蚀涂层与基体金属材料之间的结合力，摩擦牢度高，有效防止了耐腐蚀薄膜的脱落，同时，可确保耐腐蚀性液体在耐腐蚀涂层的界面最大程度被阻拦，保护基体金属免遭锈蚀；特别地，本专利技术提出的在金属表面形成耐腐蚀涂层的方法还可应用于其他金属板材、薄膜等材料，具有较高的普适性。通过上述方式，提供了一种操作简单、成本低、绿色无污染的耐腐蚀彩色金属材料的制备方法。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的实施例1制得的不同涂层厚度的耐腐蚀彩色金属材料的光学照片；
[0022]图2为表面未形成耐腐蚀涂层的铁片与实施例1制备的耐腐蚀金属浸泡在海水中前后的光学照片对比图。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。
[0024]在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本专利技术，在附图中仅仅示出了与本专利技术的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本专利技术关系不大的其他细节。
[0025]另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0026]请参阅图1所示，本专利技术提出的耐腐蚀彩色金属材料的制备方法，耐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀彩色金属材料的制备方法，其特征在于，所述耐腐蚀彩色金属材料包括基体金属层及紧密贴合于所述基体金属层表面的耐腐蚀涂层，其中，所述耐磨蚀涂层包括至少一层由耐酸碱性材料形成的涂层，所述耐腐蚀涂层与所述金属层及相邻两个所述耐磨蚀涂层之间均以化学键合的方式结合；所述耐腐蚀彩色金属材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将预先清洗过的金属材料进行表面处理，得到预处理的金属材料；S2、在步骤S1制得的所述预处理的金属材料表面形成均匀致密的所述耐腐蚀涂层，即制得所述耐腐蚀彩色金属材料。2.根据权利要求1所述的耐腐蚀彩色金属材料的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述耐腐蚀涂层厚度为40
‑
1000nm。3.根据权利要求1所述的耐腐蚀彩色金属材料的制备方法，其特征在于，所述耐酸碱性材料包括TiO2、SiO2、Cr2O3、ZrO2、IrO2、Ti、Ir、Ni、Cr、聚酰亚胺、聚脲、聚芳酯、聚四氟乙烯中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的耐腐蚀彩色金属材料的制备方法，其特征在于，当耐腐蚀涂层为两层以...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凤翔，骆宇新，何安南，张玉，王梦琦，史芷丞，乔思杰，童爱心，邢桐贺，黄智宇，梁子辉，刘欣，徐卫林，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：