一种以镁/镁合金为基体的多涂层复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种以镁/镁合金为基体的多涂层复合材料及其制备方法，其为层状结构，由里至外依次为镁/镁合金基体、聚电解质涂层和二氧化硅涂层；其中：聚电解质涂层包括5个分层，各分层依次层叠，下一分层涂覆在上一分层之上；各分层均为聚丙烯酸涂层和聚乙烯吡咯烷酮涂层的复合结构，其中，聚乙烯吡咯烷酮涂层涂覆在与其对应的聚丙烯酸涂层之上；二氧化硅涂层为非晶态涂层；涂层的总厚度为3‑5μm；其制备方法包括预处理、前驱体制备、聚电解质涂层的组装和二氧化硅薄膜的自组装等四步骤，其制备工艺操作简单易控、成品率高，各复合层的厚度易于控制，所制备出复合材料具有生物相容性好、抗腐蚀性能优良等特点。

主权项

一种以镁/镁合金为基体的多涂层复合材料的制备方法，其特征在于，所述以镁/镁合金为基体的多涂层复合材料为层状结构，由里至外依次为镁/镁合金基体、聚电解质涂层和二氧化硅涂层；其中：所述聚电解质涂层包括5个分层，各分层依次层叠，下一分层涂覆在上一分层之上；各分层均为聚丙烯酸涂层和聚乙烯吡咯烷酮涂层的复合结构，其中，聚乙烯吡咯烷酮涂层涂覆在与其对应的聚丙烯酸涂层之上；上述二氧化硅涂层为非晶态涂层；上述聚电解质涂层和二氧化硅涂层的总厚度为3‑5μm；上述以镁/镁合金为基体的多涂层复合材料的制备方法包括以下步骤：第一步，预处理步骤：将镁/镁合金坯料进行打磨至表面无明显划痕，用有机溶剂或去离子水清洗干净、用风吹干；后置于浓度为2‑5M的氢氧化钠溶液中，通过集热式恒温加热磁力搅拌器，在60℃下，保温处理2h后，取出；再置于烘箱中，在60‑80℃下，恒温干燥处理1h后，取出备用；第二步，前驱体制备步骤：将预处理后的镁/镁合金坯料浸泡到浓度为10g/L的聚乙烯亚胺溶液中，5min后取出，用去离子水冲洗干净、用风吹干，得到镁/镁合金前驱体；第三步，聚电解质涂层的层层组装步骤：在室温下，将镁/镁合金前驱体先浸泡到A溶液中，5min后取出，用去离子水冲洗、用风吹干；然后，再浸泡到B溶液中，5min后取出，用去离子水冲洗、用风吹干；按上述浸泡顺序，重复5次，得到带聚电解质涂层的镁/镁合金试样；上述A溶液的pH＝7，是通过在浓度为10g/L的聚丙烯酸溶液中加入饱和氢氧化钠溶液，进行pH值调节得到的；上述B溶液的pH＝3.5，是通过在浓度为10g/L的聚乙烯吡咯烷酮溶液中加入浓磷酸溶液，进行pH值调节得到的；第四步，二氧化硅薄膜的自组装步骤：将带聚电解质涂层的镁/镁合金试样浸泡到60℃恒温的十七氟硅基三甲氧基硅烷溶液中，搅拌1h后，取出、蒸馏水冲洗干净、用风吹干；然后，置于烘箱中，在80‑120℃下，恒温干燥处理2h，即得；上述十七氟硅基三甲氧基硅烷溶液是按如下体积比配制的：十七氟硅基三甲氧基硅烷︰无水乙醇︰去离子水＝1︰10︰90。