[发明专利]一种镁合金表面水热沉积法制备的缓蚀性阴离子插层水滑石薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备缓蚀性阴离子插层水滑石薄膜的方法，具体涉及一种采用镁合金表面水热沉积法制备的缓蚀性阴离子插层水滑石薄膜。

背景技术

镁合金具有质量轻、比强度高、硬度高，良好的电磁屏蔽性能、切削加工性能和热成型性能，良好的导热性能、良好的生物相容性等特点，是开发新一代高科技材料的理想基体，因此，镁合金在汽车、电子、航空航天、国防军工、生物医用等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景，被称为21世纪“绿色工程材料”。随着镁的生产加工技术的发展和不断完善，镁合金材料己经成为继钢铁、铝合金之后的第三大金属结构工程材料，在全世界范围内得到迅猛的发展。

目前，针对提高镁合金耐腐蚀性能的表面处理方法主要有：化学转化膜法（包括铬酸盐、锡酸盐。磷酸盐等）、阳极氧化法、电镀法、有机涂层法等。铬酸盐转化膜中六价铬离子有剧毒，造成环境污染；锡酸盐、磷酸盐转化膜试样前处理过程复杂，对水和土壤有污染；阳极氧化设备要求高，耗能大；电镀法有毒，且处理困难。

综上所述，现有方法普遍存在着工艺成本高、工艺复杂、涂层附着性能差等问题。因此，随着镁合金使用需求的日益增加，开发一种绿色环保、操作简单、防腐效果好的表面处理技术迫在眉睫。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种采用镁合金表面水热沉积制备的缓蚀性阴离子插层水滑石薄膜的方法，该方法工艺简单、操作简便、合成条件温和、有效改善了镁合金的耐腐蚀性能。

本发明的任务之一在于提供一种缓蚀性阴离子插层水滑石薄膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

a）对镁合金样品进行预处理的步骤；

b）配制层状双羟基复合金属氧化物前驱体的步骤；

c）将步骤a）预处理得到的镁合金样品和步骤b）的层状双羟基复合金属氧化物前驱体置于水热反应釜中进行水热沉积的步骤。

进一步的，上述步骤b）中的层状双羟基复合金属氧化物前驱体为LDHs溶胶，LDHs溶胶的配制包括以下步骤：

d）将可溶性二价金属盐AY₂和可溶性三价金属盐BY₃按照物质量之比2∶1溶于去离子水中，配制成0.02～0.2mol/L AY₂和0.01～0.1mol/L BY₃的混合溶液，将混合溶液置于三口烧瓶中搅拌、加热至60～80℃；

e）称取一定物质量的NaOH和缓蚀性阴离子钠盐溶于与步骤d）等量的去离子水中，在N₂保护下将其缓慢加入步骤d）所述三口烧瓶中，调节pH为9～10，温度保持在60～80℃，加热搅拌72h，陈化12h，制得LDHs溶胶。

更进一步的，上述步骤c）水热沉积的步骤包括：

将预处理得到的镁合金样品和LDHs溶胶置于水热反应釜中，其中，LDHs溶胶填充度为70%，之后将水热反应釜放入干燥箱中进行水热沉积，温度为120～160℃，保温时间为12～72h，即得缓蚀性阴离子插层水滑石薄膜。

上述可溶性二价金属盐AY₂为Mg(NO₃)₂、Co(NO₃)₂、Ni(NO₃)₂、Zn(NO₃)₂、MgCl₂、CoCl₂、NiCl₂或ZnCl₂；所述可溶性三价金属盐BY₃为Al(NO₃)₃、Fe(NO₃)₃、Cr(NO₃)₃、Ce(NO₃)₃、Ti(NO₃)₃、AlCl₃、FeCl₃、CrCl₃、CeCl₃或TiCl₃。

上述步骤e）中NaOH物质的量是AY₂物质的量的3.25倍；缓蚀性阴离子钠盐物质的量是BY₃物质的量的2倍。

本发明的任务之二在于提供一种上述制备方法得到的一种缓蚀性阴离子插层的水滑石薄膜：该水滑石薄膜化学通式为：