[发明专利]一种铝合金风机叶片石墨烯阻尼涂层的制备方法

权利要求书

1.一种铝合金风机叶片石墨烯阻尼涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对铝合金风机叶片的表面进行羟基化处理，在此基础上将铝合金风机叶片浸入到含有氨基的硅烷偶联剂溶液中进行硅烷化处理，再进行老化处理，得到表面硅烷化处理的铝合金风机叶片；

(2)制备羧基化石墨烯水溶液，将羧基化石墨烯分散在水中，得到分散均匀的羧基化石墨烯水分散液；

(3)将经表面硅烷化处理后的铝合金风机叶片浸入到羧基化石墨烯水分散液中，加入催化剂，通过共价键和反应，获得石墨烯涂层在铝合金风机叶片表面的均匀包覆；

(4)将丙烯酸聚氨酯与异氰酸酯固化剂进行混合，搅拌均匀，将包覆有石墨烯涂层的风机叶片材料浸入加有异氰酸酯固化剂的丙烯酸聚氨酯热溶液中，提拉成膜，获得铝合金风机叶片表面层状包覆的石墨烯-丙烯酸聚氨酯涂层。

2.按照权利要求1所述的铝合金风机叶片石墨烯阻尼涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，对铝合金风机叶片表面进行羟基化处理，处理方法为：使用碱溶液对铝合金风机叶片表面进行清洗，碱溶液为工业碱溶液、复合碱液或氢氧化钠水溶液，复合碱液包括氢氧化钠和碱金属碳酸盐类的混合液，浓度为5～100mg/ml；将冲洗后的铝合金风机叶片放入干燥箱干燥，获得表面羟基化的铝合金风机叶片。

3.按照权利要求1所述的铝合金风机叶片石墨烯阻尼涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，对铝合金风机叶片表面进行硅烷化处理，处理时间为1～6h；含有氨基的硅烷偶联剂溶液中，含有氨基的硅烷偶联剂浓度为5％～10％，其余为溶剂；含有氨基的硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和N-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷中的一种或两种以上，溶剂选自去离子水、蒸馏水或普通自来水。

4.按照权利要求1所述的铝合金风机叶片石墨烯阻尼涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，对硅烷化处理后的铝合金风机叶片进行老化处理，老化处理温度为60～150℃，老化处理时间为1～10h。

5.按照权利要求1所述的铝合金风机叶片石墨烯阻尼涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，羧基化石墨烯水溶液的制备方法具体过程为：使用氧化石墨烯为原料，将氧化石墨烯分散于水溶液中，将所述氧化石墨烯水溶液与氢氧化钠、氯乙酸钠混合，反应后离心清洗，获得羧基化石墨烯水溶液。

6.按照权利要求5所述的铝合金风机叶片石墨烯阻尼涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，羧基化石墨烯水溶液的制备方法具体过程为：使用氢氧化钠和氯乙酸钠对氧化石墨烯进行羧基化处理，配比为100ml水、40～60mg氧化石墨烯、5～10g氢氧化钠、4～8g氯乙酸钠，超声时间为1～5小时，反复热洗涤去除杂离子，离心转速为8000～10000r/min，最终配制成10～80mg/ml的羧基化石墨烯水溶液。

7.按照权利要求1所述的铝合金风机叶片石墨烯阻尼涂层的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，羧基化石墨烯与表面硅烷化处理的铝合金风机叶片材料进行反应，加入的催化剂为：1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺的混合物，或者二环己基碳二亚胺和1-羟基苯并三氮唑的混合物，两种催化剂的质量比例为1:1，羧基化石墨烯水分散液中的催化剂浓度为0.1wt％～0.5wt％，反应温度为40～90℃，反应时间为8～25h。

8.按照权利要求7所述的铝合金风机叶片石墨烯阻尼涂层的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，石墨烯涂层的厚度为0.5～100μm。

9.按照权利要求1所述的铝合金风机叶片石墨烯阻尼涂层的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所用丙烯酸聚氨酯和异氰酸酯的质量比例为2:1，浸入时加热温度为：60～80℃，固化时间为12～36h。

10.按照权利要求1所述的铝合金风机叶片石墨烯阻尼涂层的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，丙烯酸聚氨酯涂层的厚度为10～100μm。