专利名称：一种含有苯基荧光酮敏感物质的敏感预测涂层材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种涂层材料，更特别地说，是指一种应用于铝合金表面的、用于监 测铝合金腐蚀状况的含有苯基荧光酮敏感物质的敏感预测涂层材料。
技术背景目前，铝合金广泛应用于飞机蒙皮、机身框架、旋翼、螺旋桨、油箱、壁板和起 落架支柱的制造。在服役过程中，为减少铝合金结构件在服役过程中的安全隐患，提 高复杂环境中装备的安全性和使用寿命,对铝合金腐蚀过程进行有效的腐蚀监测和腐 蚀控制具有重要意义。目前应用于腐蚀监测的技术大致包括有(1)超声波测厚法，可以对运转中的设备反复进行测量，伹是难以获得足够的灵敏度来跟踪记录腐蚀速度的变化；(2) 线性极化法(LPR)，线性极化法对腐蚀情况变化反应快，能获得瞬间腐蚀速率，伹 它不适于在电导性差的介质中应用，当设备表面有一层致密的氧化膜或钝化膜，甚至 堆积有腐蚀产物时，将产生假电容，而引起很大的误差，甚至无法测量；(3)电位 法，电位法已在阴极保护系统监测中应用很多年，并被用于确定局部腐蚀发生的条件， 但它不能反应腐蚀速率；(4)交流阻抗法，该方法对高阻电解液及范围广泛的许多 介质条件有较大可靠性，然而在较宽的频率范围内测量交流阻抗需要时间很长，这样 就很难做到实时监测腐蚀速率，不适合于实际的现场腐蚀监测；(5)电化学噪声法， 它包括电化学电位噪声(EPN)以及电化学电流噪声(ECN)，它反映了由于腐蚀发生 弓I起腐蚀电位或电偶电流的微幅波动，对这些技术在工业生产中的应用已开始了探索 性研究；(6)薄层活化法(TLA)，该方法优势在于能直接从构件上测定金属总损失， 且灵敏度高，还有场图像技术(FSM)，应用于海底输油管线的实时现场监测，该技 术还可以对不能触及部位进行腐蚀监测，例如对具有辐射危害的核能发电厂设备的危 险区域裂纹的监测等。上述方法腐蚀监测手段在线监测腐蚀过程的能力有限，不能兼 具腐蚀损伤现场检测、腐蚀部位原位探测、腐蚀速度定量评价等特点。 发 明 内 容本发明的目的是提供一种应用于铝合金表面的含有苯基荧光酮敏感物质的敏 感预测涂层材料，该材料由荧光传感材料、粘结剂和活性剂组成。将本发明的敏 感预测涂层材料涂制在铝合金基体上后，经一段时间后，通过荧光光源对其进行 照射，从而现场获得在基体上的腐蚀状况，及时地对基体进行防护，有效地提髙 了基体的使用寿命。本发明是一种含有苯基荧光酮敏感物质的敏感预测涂层材料，由0.2 0.8重量 份的荧光传感材料、0.01 0.05重量份的活性剂和余量的粘结剂组成。本发明敏感 预测涂层材料可以通过荧光材料的特征荧光，可以较早地、简单地、通过荧光光源的 照射获得现场发现基体上的腐蚀状况，为及时地修复基体提供了预警示。
图1是在基体上制备有敏感预测涂层材料的剖面视图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。本发明申请的预测涂层材料是通过荧光腐蚀传感智能涂层作为腐蚀监测手段，是 将荧光化合物作为腐蚀传感材料，利用其在不同的氧化、还原状态、不同pH值下， 以及与特定金属离子复合后荧光性能发生转变的特性，与涂层结合应用于腐蚀监测。 该技术对铝合金腐蚀原位监测具有很高的灵敏度，可以探测到ppm范围的铝离子的 存在，为监测早期腐蚀发生和发展、实时评价腐蚀状态、获取重要的腐蚀环境信息提 供了可能。本发明的应用于铝合金表面的含有苯基荧光酮敏感物质的敏感预测涂层材料，由 0.2~0.8重量份的荧光传感材料、0.01~0.05重量份的活性剂和余量的粘结剂组成。所述荧光传感材料为苯基荧光酮；所述活性剂为CTMAB (十六烷基三甲基溴化胺，又称西曲溴铵、溴棕三甲基铵、 溴烷铵，鲸熔三甲基溴化铵；厦门市先瑞科技有限公司，A—15)或者TritonX-lOO (俗称曲拉通X-100;碧云天生物技术研究所，ST795);所述粘结剂为环氧树脂系列清漆或者丙烯酸树脂系列清漆，环氧树脂系列清漆有 环氧彩砂色漆EC3301、彩砂清漆EC3302、耐酸清漆EU3202、 EP-105环氧树 脂；丙烯酸树脂系列清漆有BS2060热塑性丙烯酸树脂，BS962热固性丙烯酸树 脂，BS206热塑性丙烯酸树脂。
本发明含有苯基荧光酮敏感物质的敏感预测涂层材料的制备工艺简单，先按名义成分称取各材料，然后在室温(22°C)条件下机械搅拌均勻即可。 将制得的敏感预测涂层材料涂制在铝合金表面的方法为(A) 基体的前处理在实验条件下，将15cmXlOcm铝合金板经打磨、除油、清洗、干燥后待用； 所述打磨工艺釆用150#、 360#、 500弁水磨砂纸磨光，并釆用喷砂机进行表面 喷砂处理后待用，喷砂后基体表面粗糙度RZ-60 ~ 80戶；然后将打磨后的铝合金板用丙酮液擦洗2 4次，用去离水子清洗2次，用吹风机吹干待用；(B) 涂料配制按0.5重量份的苯基荧光酮、0.02重量份的CTMAB和余量的EP-105环氧树 脂称取上述材料；然后在25。C、机械搅拌加超声分散方式调混均匀制得涂料；(C) 基体上刷涂涂层制防护层参见图1所示，将(B)步骤制得的涂料刷涂于(A)步骤中的铝合金板表面(单 面)上，获得30±5pm厚的第一涂层(敏感预测涂层)；然后在第一涂层上刷涂 EP-105环氧树脂，获得20土5vim厚的第二涂层(表层)；第一涂层和第二涂层构成防护层；(D) 荧光灯照射现场测试将(C)步骤制得的防护层放入恒温4CTC、 5% NaCl中性盐雾环境条件下进行 荧光监测；当出现第一个荧光特征点时取出带有防护层的铝合金板，采用扫描电镜观 察剥离第一涂层和第二涂层后，荧光特征点下的腐蚀形貌和蚀孔半径。通过对腐蚀形貌和蚀孔半径的分析，较早的发现基体被氧化的状况，有利于及时 对铝合金板进行修复，真正达到现场监测的目的。本发明提供的敏感预测涂层材料能够在将其涂制在铝合金基体上后，经一段时间 后，通过荧光光源对其进行照射，从而现场获得在基体上的腐蚀状况，及时地对基体 进行防护，有效地提高了基体的使用寿命。为了达到不同的腐蚀预测敏感性，本发明的敏感预测涂层材料的成分可以是 (1)由0.3重量份的苯基荧光酮、0.03重量份的Triton X-100和余量的环氧树脂系列清漆组成。(2) 由0.5重量份的苯基荧光酮、0.03重量份的Triton X-100和余量的环氧 树脂系列清漆组成。(3) 由0.8重量份的苯基荧光酮、0.03重量份的Triton X-100和余量的环氧 树脂系列清漆组成。(4) 由0.3重量份的苯基荧光酮、0.04重量份的CTMAB和余量的丙烯酸树 脂系列清漆组成。(5) 由0.5重量份的苯基荧光酮、0.04重量份的CTMAB和余量的丙烯酸树 脂系列清漆组成。(6) 由0.8重量份的苯基荧光酮、0.04重量份的CTMAB和余量的丙烯酸树 脂系列清漆组成。
权利要求
1、一种含有苯基荧光酮敏感物质的敏感预测涂层材料，其特征在于由0.2～0.8重量份的荧光传感材料、0.01～0.05重量份的活性剂和余量的粘结剂组成。
2、 根据权利要求1所述的敏感预测涂层材料，其特征在于所述荧光传感材料为苯 基荧光酮。
3、 根据权利要求1所述的敏感预测涂层材料，其特征在于所述活性剂为CTMAB 或者Triton X-100。
4、 根据权利要求1所述的敏感预测涂层材料，其特征在于所述粘结剂为环氧树脂 系列清漆或者丙烯酸树脂系列清漆。
5、 根据权利要求4所述的敏感预测涂层材料，其特征在于所述环氧树脂系列清漆 为环氧彩砂色漆EC3301、彩砂清漆EC3302、耐酸清漆EU3202、 EP-105环氧树脂。
6、 根据权利要求4所述的敏感预测涂层材料，其特征在于所述丙烯酸树脂系列清 漆为BS2060热塑性丙烯酸树脂，BS962热固性丙烯酸树脂，BS206热塑性丙 烯酸树脂。
7、 根据权利要求1所述的敏感预测涂层材料，其特征在于敏感预测涂层材料的成 分是由0.3重量份的苯基荧光酮、0.03重量份的Triton X-100和余量的环氧树 脂系列清漆组成；或者是由0.5重量份的苯基荧光酮、0.03重量份的Triton X-100和余量的环氧树脂系列清漆组成;或者是由0.8重量份的苯基荧光酮、0.03 重量份的Triton X-IOO和余量的环氧树脂系列清漆组成；或者是由0.3重量份 的苯基荧光酮、0.04重量份的CTMAB和余量的丙烯酸树脂系列清漆组成；或 者是由0.5重量份的苯基荧光酮、0.04重量份的CTMAB和余量的丙烯酸树脂 系列清漆组成；或者是由0.8重量份的苯基荧光酮、0.04重量份的CTMAB和 余量的丙烯酸树脂系列清漆组成。
8、 根据权利要求1所述的敏感预测涂层材料，其特征在于应用于对铝合金基体的 腐蚀状况监测。
全文摘要
本发明公开了一种应用于铝合金表面的含有苯基荧光酮敏感物质的敏感预测涂层材料，由0.2～0.8重量份的苯基荧光酮荧光传感材料、0.01～0.05重量份的活性剂和余量的粘结剂组成。本发明的预测涂层材料是通过荧光腐蚀传感智能涂层作为腐蚀监测手段，是将荧光化合物作为腐蚀传感材料，利用其在不同的氧化、还原状态、不同pH值下，以及与特定金属离子复合后荧光性能发生转变的特性，与涂层结合应用于腐蚀监测。该技术对铝合金腐蚀原位监测具有很高的灵敏度，可以探测到ppm范围的铝离子的存在，为监测早期腐蚀发生和发展、实时评价腐蚀状态、获取重要的腐蚀环境信息提供了可能。
文档编号G01N17/00GK101149328SQ20071017737
公开日2008年3月26日 申请日期2007年11月15日 优先权日2007年11月15日
发明者美 于, 刘建华, 张洪瑞, 李兰娟, 李松梅 申请人:北京航空航天大学