在镀铝锌镁钢表面制备双金属氢氧化物薄膜的方法及产品

本发明涉及金属防护领域，具体涉及一种通过热碱处理法在镀铝锌镁钢表面原位制备锌铝层状双金属氢氧化物（ldhs）薄膜的方法及产品。

背景技术：

1、 层状双金属氢氧化物（ldhs），是一种阴离子型层状化合物。由于其具有丰富的孔洞结构，因此可以将缓蚀剂吸附或装载在ldhs的表面和孔洞内。这一特性使得人们开始将其应用于金属防护薄膜领域。水滑石类化合物防腐薄膜可以对镀层钢、铝合金、镁合金等常用金属起到有效的防护作用。其制备方法可以分为三种，方法一是先通过共沉淀法、水热合成

2、法、溶胶凝胶法、离子交换法等技术合成得到水滑石粉末，再通过旋涂或水热成膜法等手

3、段，将粉末沉积在金属基底表面得到薄膜。方法二是通过水热法或电沉积技术在成膜离子

4、溶液中直接在金属表面实现成膜。方法三是在基体金属中已经同时存在所有成膜离子的情况下在金属表面自腐蚀使得金属离子溶出而成膜。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有的金属表面层状双金属氢氧化物薄膜制备过程比较复杂且耗能高等缺点，同时针对常规技术制备所得层状双金属氢氧化物薄膜结合力不佳以及耐腐蚀性一般等缺点，提供一种通过热碱处理法在镀铝锌镁钢表面原位制备层状双金属氢氧化物薄膜的方法。在该方法中，通过热碱溶液使基底表面发生二价、三价金属离子的溶出，也就是以该金属基底作为层状双金属氢氧化物薄膜中的二价、三价金属离子源，而后在碱性环境下实现在不含任何成膜金属离子的热碱溶液中沉积得到上述薄膜。该薄膜与基底之间具有优异的结合力，可以显著提高镀铝锌镁钢的耐腐蚀性。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种在镀铝锌镁钢表面热碱制备氢氧化物预处理层的方法，包括如下步骤：1）首先去除镀铝锌镁钢表面的防锈油等油性物质，进行清洗后干燥备用；

4、2）热碱溶液的配制：取5～50 ml 异丙醇和50~95 ml 去离子水混合搅拌，加入0.2～2.5g 金属碳酸盐，搅拌均匀后升温至特定温度并保温备用；

5、3）冷却液的配制：取5～50 ml 异丙醇和50~95 ml 去离子水混合搅拌，溶液成分比例同步骤1）所述相同，温度控制为室温；

6、4）将金属基体浸泡于热碱溶液中3~15 s，取出用冷却液冲刷，重复一定次数；

7、5）处理完成后，金属基体经清洗后烘干，即可在镀铝锌镁钢表面得到层状双金属氢氧化物薄膜；

8、6）将覆盖有层状双金属氢氧化物薄膜的镀铝锌镁钢基底在na3vo4溶液中进行缓蚀剂吸附过程，即在镀铝锌镁钢表面上得到vo43-吸附的层状双金属氢氧化物薄膜。

9、所述的镀铝锌镁钢基底包括低铝、中铝和高铝镀铝锌镁钢材。

10、所述的层状双金属氢氧化物其中一种金属为三价铝离子，另外一种为二价锌或镁离子。

11、所述的热碱溶液和冷却液中，异丙醇含量优选控制在5%~50%。

12、所述的金属碳酸盐为碳酸钠或者碳酸氢钠。

13、所述的热碱溶液温度优选为30~70℃。

14、所述的重复次数优选为3~15次。

15、本发明提出直接在镀铝锌镁钢不外加成膜所需金属离子直接热碱沉积层状双金属氢氧化物薄膜，与常规的水热法及电沉积方法相比，采用本方法制备的层状双金属氢氧化物无需从外界获得成膜离子，并且与金属基体具有良好的结合力，极大的解决了传统技术需要外加金属离子而成膜的问题。本方法简单可控，环保安全，成本低廉，有望实现大规模工业化应用。

技术特征：

1.一种在镀铝锌镁钢表面热碱制备层状双金属氢氧化物薄膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的镀铝锌镁钢基底包括低铝、中铝和高铝镀铝锌镁钢材。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的层状双金属氢氧化物其中一种金属为三价铝离子，另外一种为二价锌或镁离子。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的热碱溶液和冲洗液中，异丙醇质量百分比含量控制在5%~50%。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的金属碳酸盐为碳酸钠或者碳酸氢钠。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的热碱溶液温度为30~70℃。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的重复冲刷的次数为3~15次。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

9.一种镀铝锌镁钢，其特征在于，表面具有热碱制备层状双金属氢氧化物薄膜，根据权利要求1至8任一项所述的方式制备得到。

技术总结
本发明公开了一种在镀铝锌镁钢表面制备层状双金属氢氧化物薄膜的方法。制备步骤包括：1）首先去除镀铝锌镁钢表面的防锈油等油性物质，清洗后干燥备用；2）将金属基体浸没在热碱溶液中，持续一段时间后取出；3）以对应溶剂冲洗金属基体；4）重复2）、3）步骤一定次数后清洗金属基体，干燥备用；5）在VO<subgt;4</subgt;<supgt;3‑</supgt;溶液中进行缓蚀剂吸附，得到吸附有VO<subgt;4</subgt;<supgt;3‑</supgt;的层状双金属氢氧化物薄膜。本发明制备的微纳米级层状双金属氢氧化物预处理层与金属基体具有良好的结合力，薄膜均匀程度好。由于层状双金属氢氧化物本身的多孔特质，可以吸附绝大多数缓蚀剂，能够大幅提升镀铝锌镁钢的耐腐蚀性能。

技术研发人员：胡吉明,余磊
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23