【摘要】：目前對于鋼結(jié)構(gòu)等金屬材料的表面防腐處理主要還是以溶劑型防腐涂料為主,很明顯這類油性涂料不僅污染嚴(yán)重,危害人體健康,而且破壞大量的環(huán)境資源。隨著對涂料的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的控制,開發(fā)出低VOC的環(huán)保涂料是涂料產(chǎn)業(yè)最重要的發(fā)展方向之一。本論文從環(huán)保的角度出發(fā),有目的性和針對性地研制一種用于鋼表面防腐的雙組分復(fù)合水性環(huán)氧防腐涂料。具體從以下三個(gè)方面展開試驗(yàn)的討論工作:(1)采用分組實(shí)驗(yàn)法,對涂料成膜物質(zhì)配比進(jìn)行優(yōu)化,利用掃描電子顯微鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)對不同配比的涂層形貌進(jìn)行測試分析,結(jié)果表明配比為4∶1時(shí),涂層最為平整;通過機(jī)械性能測試顯示涂層硬度達(dá)到3H,耐沖擊性能達(dá)到50cm,附著力為2級;通過電化學(xué)Tafel極化曲線、交流阻抗(EIS)圖譜、中性鹽霧實(shí)驗(yàn)、耐溶液浸泡實(shí)驗(yàn)等耐腐蝕性能測試方法說明了充分固化的涂層吸水率更低且耐腐蝕性能更好,從而可以初步證明涂層能夠有效阻止腐蝕介質(zhì)對膜層的侵蝕。(2)采用γ-氨基丙基三乙基硅烷(KH550)對納米氧化鋅進(jìn)行改性,以增強(qiáng)在涂料中的分散性和均勻性;紅外光譜、粉末衍射儀對改性前后的納米氧化鋅粉體進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)KH550成功地接枝在納米氧化鋅表面,使得改性納米氧化鋅與樹脂相容性得到提高。進(jìn)一步地通過力學(xué)性能、耐液體介質(zhì)能力、電化學(xué)性能及中性鹽霧試驗(yàn)的說明和分析,添加納米氧化鋅后的涂層的整體性能得到提升,并利用掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)對不同納米氧化鋅添加量涂層的表面形貌進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)當(dāng)添加量為0.3wt%時(shí),涂層表面較為平整,團(tuán)聚現(xiàn)象較弱,分散性能較好。(3)通過正交實(shí)驗(yàn)獲得了水性涂料基礎(chǔ)配方,并在此基礎(chǔ)上探究了顏料體積濃度(PVC)對耐鹽霧性能的影響,得到了A組分為水25~28份、水性環(huán)氧乳液40份、氧化鐵紅11~13份、滑石粉5~6份、硫酸鋇5~6份、云母粉3~4份、三聚磷酸鋁5份、增稠劑0.3~0.5份、潤濕劑0.1~0.2份、消泡劑0.4份、分散劑0.2份、納米氧化鋅0.3份;B組分為水性環(huán)氧固化劑10份、水10份的最優(yōu)化配方。優(yōu)化配方后的涂料性能滿足建筑用鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料“JG/T224-2007”,且比普通環(huán)氧富鋅底漆成本減少了約5%~10%;利用Tafel極化曲線和交流阻抗(EIS)等試驗(yàn)測試方法,將優(yōu)化配方涂料與市售的溶劑型環(huán)氧防腐涂料進(jìn)行對比,結(jié)果表明水性環(huán)氧涂料相對具有更為優(yōu)良的耐腐蝕性能;此外,還利用熱分析試驗(yàn),表明該涂料具有良好的熱穩(wěn)定性。
【圖文】：

金屬制品的使用已經(jīng)有了幾千年的歷史，隨著冶金、機(jī)械、化工等相術(shù)的不斷革新和發(fā)展，金屬材料的應(yīng)用領(lǐng)域則更加廣泛[1,2]。然而金介質(zhì)環(huán)境下易于腐蝕并且不斷漫延甚至加深，據(jù)統(tǒng)計(jì)，因金屬腐蝕，費(fèi)的資源占當(dāng)年使用率的五分之一，經(jīng)濟(jì)損失占國民生產(chǎn)總值的 4.2此，分析腐蝕成因、探索腐蝕規(guī)律，加強(qiáng)對金屬材料的表面防護(hù)，屬材料的使用壽命具有極其重要的意義[4]。結(jié)構(gòu)的腐蝕類型主要包括大氣腐蝕、應(yīng)力腐蝕和局部腐蝕，由于鋼結(jié)力學(xué)性能不穩(wěn)定，導(dǎo)致材料自身的耐腐蝕性能較差，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)暴露在氣及無機(jī)鹽的環(huán)境中，這些外部因素與鋼材表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者電池發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)造成金屬表面腐蝕（如圖 1.1）；或是鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部生應(yīng)力堆積進(jìn)而導(dǎo)致組織內(nèi)部形成局部腐蝕；另外，在裝配不同鋼之間的間隙、鉚釘處金屬的電位差都會使得鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生較為嚴(yán)重的

分尺量取相同區(qū)域的總厚度，二者差值即為漆膜厚度。膜硬度測試據(jù) GB/T6739-1996 漆膜硬度鉛筆測定，具體方法如下：1）準(zhǔn)備露出 筆芯的鉛筆；2）筆芯在砂紙上研磨至筆尖成平面、邊緣銳利為止；3筆與涂層面呈 45°角，以適當(dāng)力度推壓；4）鉛筆型號從 6H 型號開號刮劃板材五次。使用二倍放大鏡觀察，若有兩次或以上穿過涂層刮選擇更小硬度，直至找到?jīng)]有損傷基材的鉛筆型號，并記下該型號硬膜附著力測試據(jù) GB/T1720-1979 對漆膜附著力進(jìn)行測定，在室溫條件下，將涂覆涂面朝上，固定在工作臺上并用固定板加固。勻速手搖搖柄畫圓，用刷，，漆膜附著力評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見圖 2.2，畫完之后按圖中順序依次檢查各部完好，作出評價(jià)。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG178

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2685228