改性納米粒子摻雜環(huán)氧樹脂涂層的制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-26 07:11
在鋼體表面制備防腐耐磨的復(fù)合涂層,是解決極端工況下機(jī)械設(shè)備早期失效問題的一條重要途徑。環(huán)氧樹脂因其穩(wěn)定的理化性質(zhì)、較低的固化收縮率、較高的拉伸和彎曲強(qiáng)度以及優(yōu)異的粘附性能,被廣泛的應(yīng)用于涂層制備領(lǐng)域。然而,傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂涂層存在韌性差、耐磨性低以及摩擦系數(shù)高等缺點(diǎn),不能滿足現(xiàn)代科技發(fā)展的需要。因此,針對(duì)傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂涂層存在的不足,本文運(yùn)用納米粒子改性技術(shù),對(duì)傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂涂層進(jìn)行改性,達(dá)到提高環(huán)氧樹脂涂層防腐耐磨綜合性能的目的。本文首先針對(duì)傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂涂層摩擦系數(shù)高的缺點(diǎn),選擇PTFE作為改性環(huán)氧樹脂的添加粒子,制備了環(huán)氧樹脂-PTFE復(fù)合涂層。探究了PTFE含量對(duì)涂層性能的影響,性能測試結(jié)果表明,當(dāng)PTFE的添加量為15wt%時(shí),PTFE會(huì)提高涂層的耐腐蝕性及降低涂層摩擦系數(shù),但卻會(huì)降低涂層的硬度。針對(duì)PTFE導(dǎo)致涂層硬度降低的問題,選用TiO2對(duì)環(huán)氧樹脂-PTFE涂層進(jìn)行摻雜改性。選用硅烷偶聯(lián)劑KH570對(duì)TiO2進(jìn)行改性處理,解決其難以分散的問題。分別將改性前后的TiO2加入到環(huán)氧樹脂-PTFE(15wt%)涂層中,...
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省211工程院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 環(huán)氧樹脂的研究現(xiàn)狀
1.3 納米粒子改性環(huán)氧樹脂的研究現(xiàn)狀
1.3.1 PTFE改性環(huán)氧樹脂的研究現(xiàn)狀
1.3.2 TiO_2 改性環(huán)氧樹脂的研究現(xiàn)狀
1.3.3 多種納米粒子復(fù)合改性環(huán)氧樹脂的研究現(xiàn)狀
1.4 氧化石墨烯改性及應(yīng)用
1.5 選題意義及主要內(nèi)容
第2章 納米粒子改性及復(fù)合涂層的制備
2.1 材料選擇
2.1.1 涂層制備所需材料
2.1.2 納米粒子及其改性劑的選擇
2.1.3 實(shí)驗(yàn)試劑及設(shè)備
2.2 納米粒子改性的原理及方法
2.2.1 TiO_2 的改性
2.2.2 氧化石墨烯的改性
2.3 涂層的制備
2.3.1 基體材料的預(yù)處理
2.3.2 環(huán)氧樹脂-PTFE涂層的制備
2.3.3 環(huán)氧樹脂-PTFE/TiO_2 涂層的制備
2.3.4 環(huán)氧樹脂-PTFE/TiO_2/GO涂層的制備
2.4 涂層的測試與表征手段
2.5 本章小結(jié)
第3章 TiO_2 對(duì)環(huán)氧樹脂-PTFE復(fù)合涂層性能影響的研究
3.1 引言
3.2 環(huán)氧樹脂-PTFE復(fù)合涂層的性能
3.2.1 涂層顯微形貌分析
3.2.2 涂層硬度
3.2.3 涂層結(jié)合力
3.2.4 涂層疏水性能測試與分析
3.2.5 涂層耐腐蝕性能測試與分析
3.3 環(huán)氧樹脂-PTFE/TiO_2 復(fù)合涂層性能
3.3.1 涂層硬度
3.3.2 涂層結(jié)合力
3.3.3 涂層疏水性能測試與分析
3.3.4 涂層耐腐蝕性能測試與分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 改性氧化石墨烯對(duì)涂層性能的影響
4.1 引言
4.2 環(huán)氧樹脂-GO涂層的性能
4.2.1 涂層顯微形貌分析
4.2.2 涂層硬度
4.2.3 涂層結(jié)合力
4.2.4 涂層耐腐蝕性能測試與分析
4.3 環(huán)氧樹脂-PTFE/TiO_2/GO涂層的性能
4.3.1 涂層硬度
4.3.2 涂層結(jié)合力
4.3.3 涂層耐腐蝕性能測試與分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 改性納米粒子對(duì)涂層摩擦學(xué)性能的影響
5.1 引言
5.2 涂層摩擦系數(shù)
5.2.1 環(huán)氧樹脂-PTFE涂層
5.2.2 環(huán)氧樹脂-PTFE/TiO_2 涂層
5.2.3 環(huán)氧樹脂-GO涂層
5.2.4 環(huán)氧樹脂-PTFE/TiO_2/GO涂層
5.3 涂層摩擦磨損機(jī)理
5.3.1 摩擦機(jī)理分析
5.3.2 磨損機(jī)理分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 復(fù)合涂層的低溫性能測試與分析
6.1 引言
6.2 涂層結(jié)合力測試分析
6.2.1 PTFE對(duì)涂層結(jié)合力的影響
6.2.2 改性TiO_2 對(duì)涂層結(jié)合力的影響
6.2.3 改性GO對(duì)涂層結(jié)合力的影響
6.3 涂層低溫機(jī)械性能分析
6.3.1 涂層低溫韌性分析
6.3.2 涂層低溫界面形貌分析
6.4 低溫對(duì)涂層摩擦學(xué)性能的影響
6.4.1 低溫對(duì)涂層摩擦系數(shù)的影響
6.4.2 低溫放置后涂層磨痕形貌分析
6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及取得的科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氧化石墨烯/聚偏氟乙烯復(fù)合涂層的機(jī)械性能與防腐性研究[J]. 韓笑,董玉華,周瓊. 涂料工業(yè). 2016(05)
[2]石墨烯環(huán)氧涂層的耐磨耐蝕性能研究[J]. 劉栓,姜欣,趙海超,顧林,王永欣,李金龍,余海斌,陳建敏. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)
[3]石墨烯摻雜水性環(huán)氧樹脂的隔水和防護(hù)性能[J]. 王玉瓊,劉栓,劉兆平,余海斌,陳建敏. 電鍍與涂飾. 2015(06)
[4]環(huán)氧樹脂涂料常溫固化劑的發(fā)展動(dòng)態(tài)[J]. 吳宗漢,劉勝波,薛磊. 上海涂料. 2014(03)
[5]金屬基固體自潤滑復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 王常川,王日初,彭超群,馮艷,韋小鳳. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2012(07)
[6]TiO2/石墨烯復(fù)合材料的制備及其光催化性能[J]. 王昭,毛峰,黃祥平,黃應(yīng)平,馮笙琴,易佳,張昌遠(yuǎn),劉栓. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2011(02)
[7]納米材料國內(nèi)外研究進(jìn)展Ⅰ——納米材料的結(jié)構(gòu)、特異效應(yīng)與性能[J]. 朱世東,周根樹,蔡銳,韓燕,田偉. 熱處理技術(shù)與裝備. 2010(03)
[8]船舶涂料的發(fā)展現(xiàn)狀及新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)行業(yè)的要求[J]. 蘇春海. 上海涂料. 2010(01)
[9]超支化聚合物接枝納米TiO2/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備與表征[J]. 熊磊,王汝敏,梁紅波,管靜. 中國膠粘劑. 2009(04)
[10]納米TiO2/白氟聚氨酯復(fù)合涂層的制備及抗老化性能研究[J]. 管靜,梁紅波,郝名揚(yáng),陳雅銘,熊磊,鐘衛(wèi). 表面技術(shù). 2009(01)
博士論文
[1]有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂的制備及其性能研究[D]. 曹駿.浙江大學(xué) 2017
碩士論文
[1]新型有機(jī)土在環(huán)氧樹脂防腐涂料中的應(yīng)用研究[D]. 孔令坡.北京化工大學(xué) 2005
本文編號(hào):3644198
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省211工程院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 環(huán)氧樹脂的研究現(xiàn)狀
1.3 納米粒子改性環(huán)氧樹脂的研究現(xiàn)狀
1.3.1 PTFE改性環(huán)氧樹脂的研究現(xiàn)狀
1.3.2 TiO_2 改性環(huán)氧樹脂的研究現(xiàn)狀
1.3.3 多種納米粒子復(fù)合改性環(huán)氧樹脂的研究現(xiàn)狀
1.4 氧化石墨烯改性及應(yīng)用
1.5 選題意義及主要內(nèi)容
第2章 納米粒子改性及復(fù)合涂層的制備
2.1 材料選擇
2.1.1 涂層制備所需材料
2.1.2 納米粒子及其改性劑的選擇
2.1.3 實(shí)驗(yàn)試劑及設(shè)備
2.2 納米粒子改性的原理及方法
2.2.1 TiO_2 的改性
2.2.2 氧化石墨烯的改性
2.3 涂層的制備
2.3.1 基體材料的預(yù)處理
2.3.2 環(huán)氧樹脂-PTFE涂層的制備
2.3.3 環(huán)氧樹脂-PTFE/TiO_2 涂層的制備
2.3.4 環(huán)氧樹脂-PTFE/TiO_2/GO涂層的制備
2.4 涂層的測試與表征手段
2.5 本章小結(jié)
第3章 TiO_2 對(duì)環(huán)氧樹脂-PTFE復(fù)合涂層性能影響的研究
3.1 引言
3.2 環(huán)氧樹脂-PTFE復(fù)合涂層的性能
3.2.1 涂層顯微形貌分析
3.2.2 涂層硬度
3.2.3 涂層結(jié)合力
3.2.4 涂層疏水性能測試與分析
3.2.5 涂層耐腐蝕性能測試與分析
3.3 環(huán)氧樹脂-PTFE/TiO_2 復(fù)合涂層性能
3.3.1 涂層硬度
3.3.2 涂層結(jié)合力
3.3.3 涂層疏水性能測試與分析
3.3.4 涂層耐腐蝕性能測試與分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 改性氧化石墨烯對(duì)涂層性能的影響
4.1 引言
4.2 環(huán)氧樹脂-GO涂層的性能
4.2.1 涂層顯微形貌分析
4.2.2 涂層硬度
4.2.3 涂層結(jié)合力
4.2.4 涂層耐腐蝕性能測試與分析
4.3 環(huán)氧樹脂-PTFE/TiO_2/GO涂層的性能
4.3.1 涂層硬度
4.3.2 涂層結(jié)合力
4.3.3 涂層耐腐蝕性能測試與分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 改性納米粒子對(duì)涂層摩擦學(xué)性能的影響
5.1 引言
5.2 涂層摩擦系數(shù)
5.2.1 環(huán)氧樹脂-PTFE涂層
5.2.2 環(huán)氧樹脂-PTFE/TiO_2 涂層
5.2.3 環(huán)氧樹脂-GO涂層
5.2.4 環(huán)氧樹脂-PTFE/TiO_2/GO涂層
5.3 涂層摩擦磨損機(jī)理
5.3.1 摩擦機(jī)理分析
5.3.2 磨損機(jī)理分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 復(fù)合涂層的低溫性能測試與分析
6.1 引言
6.2 涂層結(jié)合力測試分析
6.2.1 PTFE對(duì)涂層結(jié)合力的影響
6.2.2 改性TiO_2 對(duì)涂層結(jié)合力的影響
6.2.3 改性GO對(duì)涂層結(jié)合力的影響
6.3 涂層低溫機(jī)械性能分析
6.3.1 涂層低溫韌性分析
6.3.2 涂層低溫界面形貌分析
6.4 低溫對(duì)涂層摩擦學(xué)性能的影響
6.4.1 低溫對(duì)涂層摩擦系數(shù)的影響
6.4.2 低溫放置后涂層磨痕形貌分析
6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及取得的科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氧化石墨烯/聚偏氟乙烯復(fù)合涂層的機(jī)械性能與防腐性研究[J]. 韓笑,董玉華,周瓊. 涂料工業(yè). 2016(05)
[2]石墨烯環(huán)氧涂層的耐磨耐蝕性能研究[J]. 劉栓,姜欣,趙海超,顧林,王永欣,李金龍,余海斌,陳建敏. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)
[3]石墨烯摻雜水性環(huán)氧樹脂的隔水和防護(hù)性能[J]. 王玉瓊,劉栓,劉兆平,余海斌,陳建敏. 電鍍與涂飾. 2015(06)
[4]環(huán)氧樹脂涂料常溫固化劑的發(fā)展動(dòng)態(tài)[J]. 吳宗漢,劉勝波,薛磊. 上海涂料. 2014(03)
[5]金屬基固體自潤滑復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 王常川,王日初,彭超群,馮艷,韋小鳳. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2012(07)
[6]TiO2/石墨烯復(fù)合材料的制備及其光催化性能[J]. 王昭,毛峰,黃祥平,黃應(yīng)平,馮笙琴,易佳,張昌遠(yuǎn),劉栓. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2011(02)
[7]納米材料國內(nèi)外研究進(jìn)展Ⅰ——納米材料的結(jié)構(gòu)、特異效應(yīng)與性能[J]. 朱世東,周根樹,蔡銳,韓燕,田偉. 熱處理技術(shù)與裝備. 2010(03)
[8]船舶涂料的發(fā)展現(xiàn)狀及新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)行業(yè)的要求[J]. 蘇春海. 上海涂料. 2010(01)
[9]超支化聚合物接枝納米TiO2/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備與表征[J]. 熊磊,王汝敏,梁紅波,管靜. 中國膠粘劑. 2009(04)
[10]納米TiO2/白氟聚氨酯復(fù)合涂層的制備及抗老化性能研究[J]. 管靜,梁紅波,郝名揚(yáng),陳雅銘,熊磊,鐘衛(wèi). 表面技術(shù). 2009(01)
博士論文
[1]有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂的制備及其性能研究[D]. 曹駿.浙江大學(xué) 2017
碩士論文
[1]新型有機(jī)土在環(huán)氧樹脂防腐涂料中的應(yīng)用研究[D]. 孔令坡.北京化工大學(xué) 2005
本文編號(hào):3644198
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