[发明专利]一种多孔、复杂形状材料体积密度的测试方法

说明书

本发明公开一种多孔、复杂形状材料体积密度的测试方法，主要包括以下步骤：步骤一、准备具有封孔作用的疏水性喷涂料：在疏水涂料中加入2~8wt%的粘结剂，机械混合10~30min后得到疏水性喷涂料，备用；步骤二、喷涂：a.将待测试样表面用压缩空气吹扫1~2min，使其表面不吸附或粘附杂质微粒；b.使用0.5~1.0mm口径高压喷枪，加入疏水性喷涂料，调节喷枪压力至80~200Pa，在待测试样表面均匀喷涂2~3遍，使其涂层厚度在5~10μm范围内；c.喷涂均匀后，将待测试样干燥处理；步骤三、实验测试：使用排水法测试喷涂疏水涂层后待测试样的体积密度。

技术领域

本发明属于材料体积密度和孔隙率测试技术领域，具体的说是一种多孔、复杂形状材料体积密度的测试方法。

背景技术

对于工程界或实验室中一些多孔、复杂形状材料，其体积密度和孔隙率的有效、精确测定方法一直以来都是热点研究课题。一般意义上，材料“孔隙”主要包括闭口孔隙、开口孔隙以及一部分表面构造深度。

对于现有的多孔材料体积密度测定方法，主要包括直接测量法、蜡封排水法、排汞法以及真空塑封法等。其中，直接测量法是针对形状简单且规则的多孔材料，可直接测量出尺寸，计算出体积，空气中质量与该体积的比值即为其体积密度，但对于复杂形状材料其精度难以保证并且大多不具备可操作性；而后三种方法是占主流的阿基米德法，测试的难点在于防止称取悬浮重量时液体渗入试样，而所采用的隔离液体手段易导致称重误差。使用排汞法(其方法本质上与排水法一致）时，因水银不会渗入材料表面孔隙，测试精度较高，但毒性很强，对环境和人体不友好；真空塑封法是待测样品用塑封薄膜包裹、抽真空密封后再用排水法进行测试，虽然塑封后有效阻止了水的渗入，但需要扣除或忽略薄塑薄膜的重量，并且对于形状复杂材料，抽真空塑封后容易有气泡残留，导致测量误差较大，同时操作也十分繁琐；而常规的蜡封排水法，是用加热融化后的石蜡刷涂于试样表面作封孔处理，降温固化再用排水法测试，测试中虽然可阻止水的渗入，但石蜡刷涂厚度不易掌握，涂层若偏厚会造成重量误差增加，若偏薄水容易渗入，且操作过程繁琐。现有技术中使用毛笔沾取石蜡熔液等方法，相对细腻地涂覆石蜡，在一定程度上改善了测试精度，但整个过程操作较为复杂，对操作工具以及技巧依赖性强。

发明内容

本发明针对上述测试方法中测试精度不足、过程繁琐复杂、可操作性不强等问题，提出一种多孔、复杂形状材料体积密度的测试方法，可在简化试样处理过程的同时，提高测试精度。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种多孔、复杂形状材料体积密度的测试方法，主要包括以下步骤：

步骤一、准备具有封孔作用的疏水性喷涂料

在疏水涂料中加入2~8wt%的粘结剂，机械混合10~30min后得到疏水性喷涂料，备用；

步骤二、喷涂

a. 将待测试样表面用压缩空气吹扫1~2min，使其表面不吸附或粘附杂质微粒；

b. 使用0.5~1.0mm口径高压喷枪，加入疏水性喷涂料，调节喷枪压力至80~200Pa，在待测试样表面均匀喷涂2~3遍，使其涂层厚度在5~10μm范围内；

c. 喷涂均匀后，将待测试样干燥处理；

步骤三、实验测试

使用排水法测试喷涂疏水涂层后待测试样的体积密度。

进一步的，所述疏水涂料为聚硅氧烷系疏水涂料、氟烷基硅氧烷系疏水涂料、氟聚物系疏水涂料中的一种。

进一步的，所述粘结剂为丙烯系聚合物粘结剂PB72或蜡系粘结剂P222中的一种。

进一步的，c中将待测试样在80~90℃条件下干燥10~20min，或自然干燥3~5h。

进一步的，排水法具体为：设m为喷涂涂层前在空气中称重重量，n为喷涂涂层后在水中悬浮称重重量，其体积密度按照公式：m/（m-n）进行计算。

本发明的有益效果在于：