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利用溶胶-凝胶法制备铝合金表面新型杂化防护涂层研究,使其应用于铝合金防腐并达到工业化制备要求,是目前该领域的研究热点。本文通过溶胶-凝胶法,以TEOS和TPT作为主要的金属醇盐,加入适当的有机组成PDMS和硅烷偶联剂,合成制备了铝合金表面SiO2-TiO2、SiO2-TiO2-Al2O3、SiO2-TiO2-PDMS涂层。本实验利用溶胶稳定性测试、涂层失重测试、涂层标准对比法、FT-IR、TG-DTA、ICP-AES分析和SEM显微分析等手段研究了SiO2-TiO2溶胶和SiO2-TiO2-PDMS杂化溶胶及其涂层的制备工艺及其耐酸、碱腐蚀性能,并考察了有机物组成对于各溶胶稳定性及涂层性能的影响。得到结果如下:
(1)当TPT/(TEOS+TPT)=x:100,x=20wt%,M(H2O):M(TEOS+TPT)=8:1,溶胶制备的反应温度为40℃、热处理温度为210℃时,SiO2-TiO2溶胶最为稳定。SiO2-TiO2涂层硬度可达4H,与铝基板的结合强度达到0级。210℃和240℃下进行热处理的铝基板在腐蚀液中的失重量相差很小。
(2)SiO2-TiO2-Al2O3溶胶稳定性及涂层性能均差于SiO2-TiO2系统配方,且这些性能随着引入Al2O3成分的增加而降低。
(3)用溶胶-凝胶法以催化剂为醋酸,在pH=3的条件下可合成均质透明溶胶,并且粘度可长期保持稳定。当涂层中PDMS含量在15wt%并经220℃热处理后,杂化凝胶涂层的铅笔硬度可达3H,此涂层与铝基板粘结力达零级标准,可在50℃下1mol/L盐酸中为铝基板提供有效防护至少72h,提高了铝基板的耐酸性能,其失重量明显减少。