用于金属材料表面防腐与改性的微纳米涂层的制造方法

摘要

本发明公开了一种可以与金属基材良好结合微纳米溶胶的制造方法，及通过高压雾化喷涂到三维金属基材表面，形成防腐蚀、耐摩擦、抗冲击的透明薄膜的制造方法。这种溶胶薄膜与金属基材表面致密键合，形成对金属基材的有效防腐保护作用。通过应用材料设计技术，按照本发明公开的方法，可以赋予金属材料表面的溶胶薄膜各种特殊的性能。

主权项

1.一种可高温长期稳定存储、可雾化三维喷涂的微纳米溶胶制备方法及其成膜工艺，包括以下步骤：1）按照反应式水解通式为R_xM(OR)_z-x的有机金属化合物，形成溶胶，式中R为有机官能基，M选自硅、铝、钛、锆等或它们的混合物，R’为可水解的低分子量烷基，z为M的化合价，而x小于z，至少为1，y至少为1并小于z-x；或者按照反应式水解一种通式为M’(OR’’)_z’的金属醇盐，形成金属醇盐溶胶，式中M’为形成可水解醇盐的金属，R’’为低分子量烷基，z’为M’的化合价，y’至少为1和小于z’；有机金属化合物或金属醇盐的水解物能够与金属基材的表面发生键合反应，使溶胶薄膜能与金属基材表面形成致密结合层，使金属基材被完全封闭，从而具有优良的防腐蚀性能；2）以无机盐的溶解液方式在溶胶中引入氧化锆、氧化铝等耐摩擦的氧化物，有效提高溶胶薄膜的耐摩擦性能；3）以无机盐和有机小分子或预聚体作为前体，通过混合或偶联，形成有机——无机复合网络，经加热固化，形成具有良好耐刮花和抗冲击性能的溶胶薄膜；4）添加高酸度的无机盐溶解液，可以保持整个溶胶体系处于高酸度条件下，抑制胶体颗粒的团聚；添加有机小分子单体可以作为阻隔剂，抑制溶胶颗粒的团聚或长大；以使得溶胶胶粒能够在恶劣环境中保持纳米尺度的粒径，并在较长时间内不发生团聚，从而使溶胶薄膜保持透明致密；5）通过添加有机氟类树脂，使溶胶具有较低的表面张力，保持良好流平性，可应用（但不仅限于）高压喷雾方法，喷涂到复杂的三维结构的金属材料表面；4）经干燥和老化，涂覆于金属材料结构件表面的溶胶自然流平，其中的溶剂得以挥发，形成均匀、透明的凝胶薄膜；5）在150度到200度的低温烘烤；或者6）在550度至600度的温度烘烤；7）经自然冷却，形成多性能薄膜。