本發(fā)明涉及一種鋁合金復(fù)合陶瓷涂層及制備方法，特別是一種環(huán)保、高硬度、高耐腐蝕、強(qiáng)抗沖擊、高附著力的鋁合金復(fù)合陶瓷涂層及制備方法。
背景技術(shù)：
金屬表面的處理方法多種多樣，以鋁合金為例，從發(fā)展趨勢來看經(jīng)歷了以下的發(fā)展階段：銀白色陽極氧化－陽極氧化后電解著色－厚膜陽極氧化－陽極化處理（電解著色）后電泳涂裝－化學(xué)轉(zhuǎn)化后靜電噴涂（粉末類：環(huán)氧粉末－聚酯氟碳粉末；液相噴涂類：醇酸噴涂－丙烯酸噴涂－硅改性丙烯酸氟碳噴涂）。從鋁合金表面處理的發(fā)展來看，初期主要注重于防腐蝕的功能性，其后轉(zhuǎn)向于美觀的裝飾性，最后則是功能性和裝飾性并重。目前，鋁合金表面處理方式趨向于采用功能性和裝飾性并重的氟碳涂料。但氟碳涂層仍存在硬度低、耐劃傷性差、耐腐蝕性有待進(jìn)一步提高等不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于，提供一種鋁合金復(fù)合陶瓷涂層及制備方法，具有環(huán)保、高硬度、高耐腐蝕、強(qiáng)抗沖擊、高附著力等特點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案：一種鋁合金復(fù)合陶瓷涂層，其特征在于，包括陶瓷涂層材料，該材料的組成及重量百分含量為：
環(huán)氧樹脂35～55%，亞微米陶瓷顆粒2～16%，
納米氧化物溶膠3～15%，環(huán)氧樹脂固化劑15～20%，
鈦白粉5～10%，高分子分散劑1～5%。
前述的一種鋁合金復(fù)合陶瓷涂層，所述亞微米陶瓷顆粒為亞微米氧化鋁或亞微米氧化硅。
前述的一種鋁合金復(fù)合陶瓷涂層，所述亞微米陶瓷顆粒的粒度直徑為100nm～1000nm。
前述的一種鋁合金復(fù)合陶瓷涂層，所述環(huán)氧樹脂為雙酚a環(huán)氧樹脂。
前述的一種鋁合金復(fù)合陶瓷涂層，所述鋁合金復(fù)合陶瓷涂層是按以下步驟制備的：
a、利用濕式反應(yīng)器，通過硅烷偶聯(lián)劑對亞微米陶瓷顆粒進(jìn)行表面改性，得到a品；
b、a品經(jīng)洗滌、干燥、粉碎，得到亞微米陶瓷顆粒產(chǎn)品，為b品；
c、將b品添加到樹脂中，研磨分散，制得陶瓷涂層材料，為c品；
d、將c品噴涂于表面經(jīng)過噴砂預(yù)處理的鋁合金基材表面，流平，為d品；
e、低溫烘烤，制得鋁合金復(fù)合陶瓷涂層。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明選擇適當(dāng)?shù)膩單⒚滋沾深w粒，通過對顆粒進(jìn)行表面特殊處理，引入有機(jī)反應(yīng)官能團(tuán)，一方面提高顆粒在涂料中的分散性，另一方面顆粒在成膜過程中與樹脂進(jìn)行化學(xué)接枝反應(yīng)，提高涂層致密性、硬度、抗沖擊及與底材的附著力，從而延長涂層防腐壽命。
具體實(shí)施方式
下面實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不作為對本發(fā)明限制的依據(jù)。
實(shí)施例1：一種鋁合金復(fù)合陶瓷涂層，包括陶瓷涂層材料，該材料的組成及重量百分含量：環(huán)氧樹脂35%，亞微米陶瓷顆粒15%，納米氧化物溶膠15%，環(huán)氧樹脂固化劑20%，鈦白粉10%，高分子分散劑5%。
實(shí)施例2：一種鋁合金復(fù)合陶瓷涂層，包括陶瓷涂層材料，該材料的組成及重量百分含量：環(huán)氧樹脂45%，亞微米陶瓷顆粒15%，納米氧化物溶膠15%，環(huán)氧樹脂固化劑15%，鈦白粉5%，高分子分散劑5%。
實(shí)施例3：一種鋁合金復(fù)合陶瓷涂層，包括陶瓷涂層材料，該材料的組成及重量百分含量：環(huán)氧樹脂50%，亞微米陶瓷顆粒10%，納米氧化物溶膠15%，環(huán)氧樹脂固化劑15%，鈦白粉5%，高分子分散劑5%。
實(shí)施例4：一種鋁合金復(fù)合陶瓷涂層，包括陶瓷涂層材料，該材料的組成及重量百分含量：環(huán)氧樹脂45%，亞微米陶瓷顆粒15%，納米氧化物溶膠10%，環(huán)氧樹脂固化劑20%，鈦白粉5%，高分子分散劑5%。
實(shí)施例5：一種鋁合金復(fù)合陶瓷涂層，包括陶瓷涂層材料，該材料的組成及重量百分含量：環(huán)氧樹脂55%，亞微米陶瓷顆粒10%，納米氧化物溶膠10%，環(huán)氧樹脂固化劑15%，鈦白粉5%，高分子分散劑5%。
本發(fā)明將多尺度陶瓷顆粒表面功能化，加入環(huán)氧樹脂和帶環(huán)氧基團(tuán)的氧化物溶膠，經(jīng)氨基固化劑固化，形成納米尺度下通過共價(jià)鍵結(jié)合、無明顯界面的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)涂層?；ゴ┚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)涂層中無機(jī)相可顯著提高涂層硬度、抗劃傷性等，有機(jī)相可以提高涂層柔軟性和疏水性，減少環(huán)境中水向金屬基體傳輸，有利于提高金屬耐腐蝕性。涂層中具有較強(qiáng)表面效應(yīng)的亞微米粒子其表面豐富的羥基可與金屬基體之間通過生成共價(jià)鍵(si-o-me，me表示金屬)而牢固地結(jié)合在一起，表現(xiàn)為陶瓷涂層具有很好的附著力，在金屬發(fā)生腐蝕時(shí)能夠顯著抑制腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行和腐蝕區(qū)域的擴(kuò)展。同時(shí)，由于陶瓷涂層的致密結(jié)構(gòu)對侵蝕性粒子具有很強(qiáng)的阻擋性能，能夠有效提高金屬基體在腐蝕環(huán)境中的使用壽命。
此外，本發(fā)明還利用多尺寸陶瓷顆粒和功能性氧化物溶膠來替代傳統(tǒng)的顏填料加入到涂層中，利用多尺寸結(jié)構(gòu)功能填料的體積效應(yīng)來填充常規(guī)涂層無法避免的“結(jié)構(gòu)孔”（孔徑在1nm以上），形成幾乎無孔的致密涂層，杜絕環(huán)境中的各種腐蝕性介質(zhì)的滲入，即可實(shí)現(xiàn)環(huán)境中的腐蝕介質(zhì)在涂層中的“零滲透”。利用其大的表面積和表面能，提高被保護(hù)金屬和涂層之間的不飽和鍵之間的結(jié)合強(qiáng)度，使涂層-基體金屬之間的結(jié)合力，由涂層-基體金屬之間的分子吸附產(chǎn)生的范德華力和化學(xué)吸附所形成的氫鍵力轉(zhuǎn)變成由分子吸附-化學(xué)吸附-擴(kuò)散結(jié)合-化學(xué)鍵結(jié)合等多種作用所形成的結(jié)合形式，即由納米粒子的表面活性在涂層-金屬界面發(fā)生一系列化學(xué)作用而形成涂層和基體金屬表面無明顯的界面，而是在中間形成一種類似fe-fe2o3-al2o3涂層的復(fù)合體系。使得電解質(zhì)和氧的存在而形成的腐蝕電化學(xué)反應(yīng)失去了向四周延伸的空間，不能繼續(xù)進(jìn)行下去而達(dá)到抑制腐蝕的目的。因此，納米材料的加入不僅具有良好的附著力、耐腐蝕性，且具有高的致密性及抗離子的滲透性。