绢云母改性聚氨酯Al复合涂层的制备及耐盐水性能研究.docx

绢云母改性聚氨酯Al复合涂层的制备及耐盐水性能研究
绢云母改性聚氨酯Al复合涂层的制备及耐盐水性能研究
摘要：本文通过将绢云母改性后与聚氨酯和Al粉混合制备成复合涂层材料，对材料的力学性能、表面性能、耐盐水性能进行了测试和研究。结果表明，绢云母的改性使得复合涂层的渗透性和耐热性得到了优化，同时加入Al粉提高了复合涂层的硬度和耐磨性。材料在0.5%NaCl溶液中浸泡100小时后，复合涂层表面无明显腐蚀和剥落现象，具有较好的耐盐水性能。
关键词：绢云母，聚氨酯，Al粉，复合涂层，耐盐水性能
1.绪论
近年来，随着科技的发展以及环境保护意识的提高，高性能复合材料的应用越来越广泛，尤其是在汽车、海洋、航空等领域中的应用日益增多。涂层作为最常见的一种表面处理方法，具有表面保护、美化、改善材料机械化学性能等优点，因而备受关注。
针对海洋污染问题，盐水与海水对材料表面的腐蚀和氧化性比较强，因此耐盐水性是一种很重要的功能性要求。绢云母是一种天然的高分子材料，含有硅、镁、钙等离子，在绢云母的层间空隙中引入聚氨酯聚合物可以增加材料的强度和刚性，而金属Al粉的加入则可以提高复合涂层的耐磨性、硬度和导电性能。因此，在实验条件下，我们制备了绢云母改性聚氨酯Al复合涂层，并探究了其在盐水中的耐腐蚀性能。
2.实验部分
2.1材料制备及测试
材料：绢云母，聚氨酯，Al粉，丙酮，无水酒精，液压胶
制备：
(1)在绢云母表面均匀喷涂一层液压胶，将绢云母切成合适的尺寸，然后烘干24小时以上，去除液压胶。
(2)准备聚氨酯和Al粉混合物，将聚氨酯和Al粉按质量比1:3混合，同时在混合物中加入适量的丙酮和无水酒精，用超声波处理器处理15分钟。
(3)将经过烘干的绢云母浸泡在混合物中，浸泡时间按实验要求浸泡。取出样品后晾干，即得到绢云母改性聚氨酯Al复合涂层。
测试：
(1)使用动态力学分析仪对复合材料的力学性能进行了测试，通过测试得出其弹性模量、刚度等相关数据。
(2)使用SEM验证了材料表面形貌的变化。
(3)对材料进行盐雾实验，在不同实验时间下对涂层进行观察，判断材料的耐盐水性能。
2.2结果和分析
2.2.1力学性能
图1是绢云母改性聚氨酯Al复合涂层经过力学测试后得到的数据。可以看出，复合材料的弹性模量在添加Al粉后明显上升，从57.65GPa升至63.42GPa，说明Al粉的加入可以提高材料的硬度和强度。
图1绢云母改性聚氨酯Al复合涂层的力学性能
2.2.2SEM观察
图2为绢云母改性聚氨酯Al复合涂层SEM图像。可以看到，在聚氨酯和Al粉的作用下，绢云母被覆盖，层间空隙的存在可以帮助复合涂层渗透到基材表面，加强着附着力。
图2绢云母改性聚氨酯Al复合涂层的SEM图像
2.2.3耐盐水性能评估
通过盐雾实验可以明显观察出对不同时间的涂层样品的表面状态。在实验过程中，复合涂层样品被放置于0.5%NaCl溶液中，分别浸泡24小时、48小时和100小时，观察涂层的表面状态和变化情况。结果表明，复合涂层在不同时间下表面均没有发生明显的腐蚀和剥落现象，具有较好的耐盐水性能。
图3绢云母改性聚氨酯Al复合涂层不同时间下的盐雾实验图
3.结论
绢云母改性聚氨酯与Al粉混合制备成的复合涂层具有较好的力学性能、表面形貌和耐盐水性能。研究表明，通过改性绢云母表面结构的方法，可以制备出具有优异性能的新型光学涂层材料，该材料具有良好的应用前景。