[发明专利]一种制备棒状氟化镁涂层的水热方法

说明书

本发明涉及一种制备棒状氟化镁涂层的水热方法,以氟化物为原料配置溶液，搅拌30min～2h；滴加碱液使pH维持在9～12，搅拌1～4h，得到涂层溶液，溶液中F^‑的浓度为0.01～0.04mol/L。将涂层溶液移至反应釜中，并放入碱处理后的镁合金，使镁合金完全浸没于溶液中，移入烘箱中反应；反应结束后随烘箱冷却至室温，取出反应釜，开釜后取出镁合金，用洗涤剂清洗，干燥得到棒状氟化镁涂层包覆的镁合金。本发明耗时短；制备的涂层由大量氟化镁的细小棒状晶体堆积而成，结晶性和均匀性好，结构致密。电化学测试得出交流阻抗为22KΩ·cm²，自腐蚀电流密度为1.34μΑ/cm²，涂层具有显著的耐蚀性。

技术领域

本发明属于生物医学材料技术领域，具体涉及一种制备棒状氟化镁涂层的水热方法。

背景技术

镁及其合金具有良好的生物相容性、力学相容性和可降解性以及骨诱导能力。已经成为骨植入生物材料领域研究的热点。然而，镁及其合金在体液复杂的离子生理环境中降解速率过快，形成的氢气泡易堆积形成皮下气泡，降解反应还会引起局部pH的升高，引起碱中毒，这限制了其应用。因此，研发可控降解的镁及镁合金生物材料，使其降解速率与骨愈合速率相匹配，对于促进骨组织植入材料实现临床上的应用具有现实意义。在降低镁合金降解速率的诸多方法中，表面改性被认为是行之有效的方法。

氟化镁中氟离子可以促进新生骨细胞和骨组织的生成，且其在水中溶解度很低，若其作为镁合金的防护层，可为镁合金提供有效的保护作用。方信贤等(专利号CN103451643 A)采用化学转化法在镁合金表面制备了氟化镁钠膜，显著提高了镁合金的耐蚀性。陈民芳等(CN 103505763)同样采用水热转化法在镁合金表面制备了氟化镁/氟羟基磷灰石复合涂层，涂层包覆镁合金试样的腐蚀速率显著降低。然而，氟化镁涂层的制备大多采用HF酸化学转化制得，而HF酸具有很强的腐蚀性，对人体及环境都易造成损伤。此外，且转化过程耗时过长。故发明采用氟化物通过水热法在短时间内制备氟化镁涂层。水热法提供的高温高压环境可以使得水分子处于高活性的状态或者降低反应发生的势垒，提升晶体的结晶度及结晶速度，从而缩短反应时间。目前尚未有采用水热法在镁合金上制备氟化镁涂层的报道。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种以氟化物为原料在短时间内制备棒状氟化镁涂层的水热方法，且显著提高了镁合金在模拟体液中的耐蚀性。

本发明的技术方案如下：

一种制备棒状氟化镁涂层的水热方法，具体步骤如下：

1).涂层溶液的制备

以氟化物为原料配置溶液，搅拌30min～2h；滴加碱液使pH维持在9～12，搅拌1～4h，得到涂层溶液，溶液中F^-的浓度为0.01～0.04mol/L。

2).涂层的制备

将涂层溶液移至反应釜中，并放入碱处理后的镁合金，使镁合金完全浸没于溶液中，移入烘箱中反应；反应结束后随烘箱冷却至室温，取出反应釜，开釜后取出镁合金，用洗涤剂清洗，干燥得到棒状氟化镁涂层包覆的镁合金。

所述的镁合金表面碱处理优选为：将镁合金表面打磨至1500～2000目，然后依次在丙酮、去离子水、乙醇中超声清洗3～10min，烘干；再将镁合金浸泡在0.1～0.25mol/LNaOH溶液中于60～90℃保温，然后用去离子水润洗，烘干。

所述的步骤(2)反应在120℃～150℃温度下，在水热反应釜中加热3～6h。

所述的氟化物是NH₄F或NaF。

所述的碱液是氨水或NaOH。

所述的洗涤剂选用去离子水或乙醇。