一種應用於鋁合金表面的敏感預測塗層材料的製作方法
2023-06-20 23:02:36 2
專利名稱：一種應用於鋁合金表面的敏感預測塗層材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種塗層材料，更特別地說，是指一種應用於鋁合金表面的、用於監 測鋁合金腐蝕狀況的敏感預測塗層材料。
技術背景目前，鋁合金廣泛應用於飛機蒙皮、機身框架、旋翼、螺旋槳、油箱、壁板和起 落架支柱的製造。在服役過程中，為減少鋁合金結構件在服役過程中的安全隱患，提 高複雜環境中裝備的安全性和使用壽命，對鋁合金腐蝕過程進行有效的腐蝕監測和腐 蝕控制具有重要意義。目前應用於腐蝕監測的技術大致包括有(1)超聲波測厚法，可以對運轉中的設備反覆進行測量，伹是難以獲得足夠的靈敏度來跟蹤記錄腐蝕速度的變化；(2) 線性極化法(LPR)，線性極化法對腐蝕情況變化反應快，能獲得瞬間腐蝕速率，伹 它不適於在電導性差的介質中應用，當設備表面有一層緻密的氧化膜或鈍化膜，甚至 堆積有腐蝕產物時，將產生假電容，而引起很大的誤差，甚至無法測量；(3)電位 法，電位法已在陰極保護系統監測中應用很多年，並被用於確定局部腐蝕發生的條件， 伹它不能反應腐蝕速率；(4)交流阻抗法，該方法對高阻電解液及範圍廣泛的許多 介質條件有較大可靠性，然而在較寬的頻率範圍內測量交流阻抗需要時間很長，這樣 就很難做到實時監測腐蝕速率，不適合於實際的現場腐蝕監測；(5)電化學噪聲法, 它包括電化學電位噪聲(EPN)以及電化學電流噪聲(ECN),它反映了由於腐蝕發生 引起腐蝕電位或電偶電流的微幅波動，對這些技術在工業生產中的應用已開始了探索 性研究；(6)薄層活化法(TLA)，該方法優勢在於能直接從構件上測定金屬總損失， 且靈敏度高，還有場圖像技術(FSM)，應用於海底輸油管線的實時現場監測，該技 術還可以對不能觸及部位進行腐蝕監測，例如對具有輻射危害的核能發電廠設備的危 險區域裂紋的監測等。上述方法腐蝕監測手段在線監測腐蝕過程的能力有限，不能兼 具腐蝕損傷現場檢測、腐蝕部位原位探測、腐蝕速度定量評價等特點。
發明 內 容本發明的目的是提供一種應用於鋁合金表面的敏感預測塗層材料，該材料由螢光 傳感材料、粘結劑和活性劑組成。將本發明的敏感預測塗層材料塗制在鋁合金基體上 後，經一段時間後，通過螢光光源對其進行照射，從而現場獲得在基體上的腐蝕狀況， 及時地對基體進行防護，有效地提髙了基體的使用壽命。本發明是一種應用於鋁合金表面的敏感預測塗層材料，由0.2~0.8重量份的熒 光傳感材料、0.01 0.05重量份的活性劑和餘量的粘結劑組成。本發明敏感預測塗 層材料可以通過螢光材料的特徵螢光，可以較早地、簡單地、通過螢光光源的照射獲 得現場基體上的腐蝕狀況，為及時地修復基體提供了預警示。
圖1是在基體上製備有敏感預測塗層材料的剖面視圖。
具體實施方式
下面將結合附圖和實施例對本發明做進一步的詳細說明。本發明申請的預測塗層材料是通過螢光腐蝕傳感智能塗層作為腐蝕監測手段，是 將螢光化合物作為腐蝕傳感材料，利用其在不同的氧化、還原狀態、不同pH值下， 以及與特定金屬離子複合後螢光性能發生轉變的特性，與塗層結合應用於腐蝕監測。 該技術對鋁合金腐蝕原位監測具有很高的靈敏度，可以探測到ppm範圍的鋁離子的 存在，為監測早期腐蝕發生和發展、實時評價腐蝕狀態、獲取重要的腐蝕環境信息提 供了可能。本發明的應用於鋁合金表面的敏感預測塗層材料由0.2~0.8重量份的螢光傳感 材料、0.01~0.05重量份的活性劑和餘量的粘結劑組成。 所述螢光傳感材料為8-羥基喹啉；所述活性劑為CTMAB (十六烷基三甲基溴化胺，又稱西曲溴銨、溴棕三甲基銨、 溴烷銨，鯨熔三甲基溴化銨；廈門市先瑞科技有限公司，A—15)或者TritonX-100 (俗稱曲拉通X-100;碧雲天生物技術研究所，ST795 );所述粘結劑為環氧樹脂系列清漆或者丙烯酸樹脂系列清漆，環氧樹脂系列清漆有 環氧彩砂色漆EC3301、彩砂清漆EC3302、耐酸清漆EU3202、 EP-105環氧樹 脂；丙烯酸樹脂系列清漆有BS2060熱塑性丙烯酸樹脂，BS962熱固性丙烯酸樹脂， BS206熱塑性丙烯酸樹脂。 本發明敏感預測塗層材料的製備工藝簡單，先按名義成分稱取各材料，然後在室溫(22°C)條件下機械攪拌均勻即可。將製得的敏感預測塗層材料塗制在鋁合金表面的方法為(A) 基體的前處理在實驗條件下，將15cmxl0cm鋁合金板經打磨、除油、清洗、乾燥後待用； 所述打磨工藝釆用150#、 360#、 500弁7jc磨砂紙磨光，並釆用噴砂機進行表面噴砂處理後待用，噴砂後基體表面粗糙度RZ=60~ 80 //m ;然後將打磨後的鋁合金板用丙酮液擦洗2 4次，用去離水子清洗2次，用吹風機吹乾待用；(B) 塗料配製按0.5重量份的8-羥基喹啉、0.02重量份的CTMAB和餘量的EP-105環氧樹 脂稱取上述材料；然後在25。C、機械攪拌加超聲分散方式調混均勻製得塗料；(C) 基體上刷塗塗層制防護層參見圖1所示，將(B)步驟製得的塗料刷塗於(A)步驟中的鋁合金板表面(單 面)上，獲得30土5卩m厚的第一塗層(敏感預測塗層)；然後在第一塗層上刷塗 EP-105環氧樹脂，獲得20土5iim厚的第二塗層(表層)；第一塗層和第二塗層構成防護層；(D) 螢光燈照射現場測試將(C)步驟製得的防護層放入恆溫4(TC、 5。/。NaCl中性鹽霧環境條件下進行 螢光監測；當出現第一個螢光特徵點時取出帶有防護層的鋁合金板，採用掃描電鏡觀 察剝離第一塗層和第二塗層後，螢光特徵點下的腐蝕形貌和蝕孔半徑。通過對腐蝕形貌和蝕孔半徑的分析，較早的發現基體被氧化的狀況，有利於及時 對鋁合金板進行修復，真正達到現場監測的目的。本發明提供的敏感預測塗層材料能夠在將其塗制在鋁合金基體上後,經一段時間 後，通過螢光光源對其進行照射，從而現場獲得在基體上的腐蝕狀況，及時地對基體 進行防護，有效地提高了基體的使用壽命。為了達到不同的腐蝕預測敏感性，本發明的敏感預測塗層材料的成分可以是 (1)由0.3重量份的8-羥基喹啉、0.03重量份的Triton X-IOO和餘量的環氧樹脂系列清漆組成。 (2) 由0.5重量份的8-羥基喹啉、0.03重量份的Triton X-100和餘量的環 氧樹脂系列清漆組成。(3) 由0.8重量份的8-羥基喹啉、0.03重量份的Triton X-100和餘量的環 氧樹脂系列清漆組成。(4) 由0.3重量份的8-羥基喹啉、0.04重量份的CTMAB和餘量的丙烯酸樹脂系列清漆組成。(5) 由0.5重量份的8-羥基喹啉、0.04重量份的CTMAB和餘量的丙烯酸樹 脂系列清漆組成。(6) 由0.8重量份的8-羥基喹啉、0.04重量份的CTMAB和餘量的丙烯酸樹 脂系列清漆組成。
權利要求
1、一種應用於鋁合金表面的敏感預測塗層材料，其特徵在於由0.2～0.8重量份的螢光傳感材料、0.0 1～0.05重量份的活性劑和餘量的粘結劑組成。
2、 根據權利要求1所述的敏感預測塗層材料，其特徵在於所述螢光傳感材料為 8-羥基喹啉。
3、 根據權利要求1所述的敏感預測塗層材料，其特徵在於所述活性劑為CTMAB 或者Triton X-IOO。
4、 根據權利要求1所述的敏感預測塗層材料，其特徵在於所述粘結劑為環氧樹脂 系列清漆或者丙烯酸樹脂系列清漆。
5、 根據權利要求4所述的敏感預測塗層材料，其特徵在於所述環氧樹脂系列清漆 為環氧彩砂色漆EC3301、彩砂清漆EC3302、耐酸清漆EU3202、 EP-105環氧樹脂。
6、 根據禾又利要求4所述的敏感預測塗層材料，其特徵在於所述丙烯酸樹脂系列清 漆為BS2060熱塑性丙烯酸樹脂，BS962熱固性丙烯酸樹脂，BS206熱塑性丙烯酸樹脂。
7、 根據權利要求1所述的敏感預測塗層材料，其特徵在於敏感預測塗層材料的成 分是由0.3重量份的8-羥基喹啉、0.03重量份的Triton X-100和餘量的環氧樹 脂系列清漆組成；或者是由0.5重量份的8-羥基喹啉、0.03重量份的Triton X-100和餘量的環氧樹脂系列清漆組成；或者是由0.8重量份的8-羥基喹啉、 0.03重量份的Triton X-100和餘量的環氧樹脂系列清漆組成；或者是由0.3重 量份的8-羥基喹啉、0.04重量份的CTMAB和餘量的丙烯酸樹脂系列清漆組成； 或者是由0.5重量份的8-羥基喹啉、0.04重量份的CTMAB和餘量的丙烯酸樹 脂系列清漆組成；或者是由0.8重量份的8-羥基喹啉、0.04重量份的CTMAB 和餘量的丙烯酸樹脂系列清漆組成。
8、 根據權利要求1所述的敏感預測塗層材料，其特徵在於應用於對鋁合金基體的 腐蝕狀況監測。
全文摘要
本發明公開了一種應用於鋁合金表面的敏感預測塗層材料，由0.2～0.8重量份的8-羥基喹啉螢光傳感材料、0.01～0.05重量份的活性劑和餘量的粘結劑組成。本發明的預測塗層材料是通過螢光腐蝕傳感智能塗層作為腐蝕監測手段，是將螢光化合物作為腐蝕傳感材料，利用其在不同的氧化、還原狀態、不同pH值下，以及與特定金屬離子複合後螢光性能發生轉變的特性，與塗層結合應用於腐蝕監測。該技術對鋁合金腐蝕原位監測具有很高的靈敏度，可以探測到ppm範圍的鋁離子的存在，為監測早期腐蝕發生和發展、實時評價腐蝕狀態、獲取重要的腐蝕環境信息提供了可能。
文檔編號G01N17/00GK101149329SQ200710177378
公開日2008年3月26日 申請日期2007年11月15日 優先權日2007年11月15日
發明者美 於, 劉建華, 張洪瑞, 李蘭娟, 李松梅 申請人:北京航空航天大學