[发明专利]一种具有自修复功能聚硅氧烷涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种聚硅氧烷涂层的制备方法，具体地说是一种具有自修复功能聚硅氧烷涂层的制备方法。

背景技术

涂料是一种以聚合物为基体的复合材料，由于其具有强度高质量轻、优异的力学性能、良好的耐腐蚀性和优异的绝缘性等优点在航空航天、交通运输、建筑、电子、体育运动等多个领域广泛应用。然而，涂料主要缺陷是：此在加工和使用过程中容易受到冲击而造成损伤。其中最为严重的是基体材料在使用中会由于变形或者碰撞，使涂层产生微观缺陷，这种微观缺陷通常无法被宏观检测。使得处于微观缺陷处的基体在继续工作中由于缺少防护而造成微观腐蚀，进而材料完整性遭到破坏，就会造成材料完全失效带来财产损失甚至人员伤亡。聚硅氧烷具有优异的耐热性、耐候性、电绝缘性、耐化学药品性、憎水性及阻燃性，而且由于其与无机填料具有优异的相容性，可以通过添加特定的无机填料，便可得到具有不同性能聚硅氧烷产品，因此被广泛应用于航空航天、电子电器、化工、机械、交通运输、建筑、纺织、医疗卫生等领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不仅防腐效果好，而且制备工艺简单、成本低廉，适用于批量生产的具有自修复功能聚硅氧烷涂层的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

(1)将聚硅氧烷液体与过量Ce(NO₃)₃·6H₂O晶体在球磨罐中混合均匀后加入磨珠，在60-200℃的温度下进行球磨处理；

(2)将球磨后的浆料静置，待不溶物沉淀后滤出，得到滤液；

(3)将滤液与固化剂混合后，涂敷在基体表面，得到具有自修复功能的聚硅氧烷涂层。

本发明还可以包括：

1、聚硅氧烷液体与Ce(NO₃)₃·6H₂O晶体的质量比为(100-200)：1。

2、球磨处理时球磨机转速为100-600r/min，球磨时间为2-4h。

3、过滤过程中，采用的过滤网为1000-5000目不锈钢过滤网。

4、滤液与固化剂的质量比为4：1。

本发明在制备过程中通过加热保温装置保证研磨的温度，并通过调整球磨机的研磨转速和研磨时间来实现改性过程。

本发明通过向聚硅氧烷液体中加入微量Ce(NO₃)₃·6H₂O晶体，利用稀土Ce特殊的外层电子结构，在聚硅氧烷涂层出现微裂纹时露出羟基、羟甲基等有机基团，通过其空轨道与极性基团形成配健，促进聚硅氧烷分子发生交联反应，初步使微裂纹愈合；并且稀土Ce促进基体金属(钢或铝)表面生成致密氧化膜，进一步抑制微裂纹处基体的腐蚀。并且Ce(NO₃)₃·6H₂O晶体的添加量小，不会造成聚硅氧烷涂层力学性能的下降。本发明中制备的涂层，不仅保持优异的防腐性能，而且保持其与其他无机填料很好的相容性，为后续的颜填料改性提供良好的基础，对促进有机防腐涂层的工程化应用具有重要意义。

本发明的自修复涂料按照修复机理为氧化还原反应自修复涂层。区别于其他自修复涂层例如微胶囊自修复涂层、液芯/中空纤维自修复涂层等，该发明的涂层不仅同样具备自修复功能，且制备工艺更简单，成本低廉。

附图说明

图1a-图1b为微孔涂层在3.5％NaCl水溶液中浸泡200h后，涂层微孔区形貌变化。其中：图1a为微孔涂层在3.5％NaCl水溶液中浸泡50h时微孔区形貌；图1b为微孔涂层在3.5％NaCl水溶液中浸泡200h时微孔区形貌。

图2a-图2d为微孔涂层在3.5％NaCl水溶液中LEIS测试结果。其中：图2a为微孔涂层在3.5％NaCl水溶液中浸泡31h后的LEIS测试结果；图2b为微孔涂层在3.5％NaCl水溶液中浸泡132h后的LEIS测试结果；图2c为微孔涂层在3.5％NaCl水溶液中浸泡243h后的LEIS测试结果；图2d为微孔涂层在3.5％NaCl水溶液中浸泡480h后的LEIS测试结果；图3为添加0.1％Ce、0.2％Ce、0.3％Ce和无添加聚硅氧烷涂层在3.5％NaCI溶液中浸泡超过3000小时的电化学阻抗低频阻抗图谱。

图3为添加0.1％Ce、0.2％Ce、0.3％Ce和无添加聚硅氧烷涂层在3.5％NaCI溶液中浸泡超过3000小时的电化学阻抗低频阻抗图谱。

具体实施方式

本发明的具有自修复功能聚硅氧烷涂层的制备方法主要包括如下步骤：