[发明专利]基于Mxene的镁合金表面有机/无机复合防腐耐磨涂层及其制备方法

权利要求书

1.基于Mxene的镁合金表面的有机/无机复合涂层溶液，其特征在于：包括

如下质量组分：

亲水性聚合物：3%-30%

MXene：0.1%-1.5%

硅烷偶联剂：0.05%-1%

成膜助剂:0.01%-0.4%-

去离子水:余量

其中MXene为液相氢氟酸蚀刻法获得的含有羟基和氟离子的粉体，亲水聚合物为分子链侧基含有羟基和/或羧基的聚合物；

成膜助剂为1,4-丁二醇、甘油、三乙醇胺、三(羟甲基)乙烷、双季戊四醇、三季戊四醇，二甘醇、三甘醇、尿素中的任意一种或几种。

2.根据权利要求1所述的基于Mxene的镁合金表面的有机/无机复合涂层溶液，其特征在于：亲水性聚合物为聚乙烯醇、改性聚乙烯醇、海藻酸钠、羧基化壳聚糖，羟基纤维素、含羟基的丙烯酸酯乳液、含羟基的苯丙乳液、含羟基的硅丙乳液中的任意一种或几种。

3.根据权利要求1所述的基于Mxene的镁合金表面的有机/无机复合涂层溶液，其特征在于：亲水性聚合物为聚乙烯醇，分子量为2.5万-20万，在涂层溶液中的质量含量为5%-25%。

4.根据权利要求1所述的基于Mxene的镁合金表面的有机/无机复合涂层溶液，其特征在于：MXene是按照液相氢氟酸蚀刻法制备，包括如下步骤：

将MAX相Ti₃AlC₂陶瓷粉末分散在质量分数为40%的氢氟酸中，60 °C下采用磁力搅拌24h，然后采用离心机进行分离得到固体样品，接着用去离子水对得到的固体样品进行清洗至清洗液的pH为6-7，再用乙醇清洗三次，最后在30-50 °C下进行真空干燥并研磨得到MXene；

和/或，涂层溶液中MXene的质量含量为0.2%-1.0%。

5.根据权利要求1所述的基于Mxene的镁合金表面的有机/无机复合涂层溶液，其特征在于：硅烷偶联剂为分子中含有氨基的硅烷偶联剂，或分子中含有环氧基的硅氧烷，或分子中含有硫的硅氧烷。

6.根据权利要求1所述的基于Mxene的镁合金表面的有机/无机复合涂层溶液，其特征在于：硅烷偶联剂为γ-胺丙基三乙氧基硅烷、γ-胺丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、双-[g-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物中的任意一种或几种；

和/或，涂层溶液中偶联剂的质量用量为0.1%-0.8%。

7.根据权利要求1所述的基于Mxene的镁合金表面的有机/无机复合涂层溶液，其特征在于：涂层溶液中成膜助剂的质量用量为0.03%-0.3%。

8.如权利要求1至7中任一项所述的基于Mxene的镁合金表面有机/无机复合涂层溶液的制备方法，包括如下步骤：

（1）将亲水性聚合物溶解；

（2）加入MXene粉体和硅烷偶联剂，然后在超声或者搅拌的条件下使MXene充分分散到亲水性聚合物水溶液中；

（3）最后加入成膜助剂；

（4）溶液在高速分散机的作用下，得到均匀稳定的分散液，即为所述的基于Mxene的镁合金表面有机/无机复合防腐耐磨涂层溶液。

9.如权利要求1至7中任一项所述的基于Mxene的镁合金表面有机/无机复合涂层溶液的应用方法，包括以下步骤：

（1）将镁合金进行打磨、抛光、脱脂，然后用碱液对镁合金表面进行羟基化处理，清洗、烘干后备用；

（2）将有机/无机复合涂层溶液采用旋涂法涂覆在步骤（1）中预处理好的镁合金表面，热烘固化，进而在镁合金表面形成有机/无机复合涂层。