本文關(guān)鍵詞：一種抗氯離子腐蝕的水性丙烯酸樹脂涂料研究

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【摘要】：氯離子腐蝕的普遍存在性和高危害性對工業(yè)生產(chǎn)及人類生活帶來了嚴重危害。目前傳統(tǒng)的防氯離子腐蝕措施主要為涂層防護,但存在所用涂料不夠環(huán)保且涂層的熱穩(wěn)定性與機械性能皆較差等缺點,因此研制一種抗氯離子腐蝕的水性涂料具有重要意義。以含氯離子的水溶液為介質(zhì)考察了不同氯離子濃度、溫度、時間、壓力等對P110鋼的腐蝕行為,并用失重法測定腐蝕速率、電化學工作站測試極化曲線,用XRD、EDS研究腐蝕產(chǎn)物,結(jié)果表明：隨氯離子溶液質(zhì)量分數(shù)(1%到3%)、溫度(30℃到80℃)、壓力(1MPa到6MPa)的升高,腐蝕速率增加(0.2265 g/m2·h到2.3353 g/m2·h),而隨浸泡時間(1 d到7 d)的增多,腐蝕速率降低；影響氯離子腐蝕速率因素的強弱次序依次為壓強、濃度、溫度、時間；自腐蝕電流密度隨前述不同條件的變化規(guī)律與腐蝕速率相同；P110鋼在以上條件下發(fā)生的腐蝕類型主要為點蝕,氯離子腐蝕產(chǎn)物主要為FeCxOy,對腐蝕過程起催化作用。以自制的丙烯酸樹脂為成膜物質(zhì),高醚化三聚氰胺甲醛樹脂為交聯(lián)劑,改性石墨烯為主填料制備了石墨烯改性丙烯酸樹脂涂料,采用五因素四水平正交實驗篩選出了涂料的優(yōu)選配方,通過可揮發(fā)性有機物和甲醛(TVOC和HCHO)檢測、化學品浸泡實驗、FTIR、TGA和電化學實驗等測試了涂料涂層的環(huán)保性能、耐化學品腐蝕性能、官能團穩(wěn)定性能、耐熱性能和電化學性能。實驗得出：丙烯酸樹脂的質(zhì)量分數(shù)為50%、高醚化三聚氰胺甲醛樹脂的為10%、改性石墨烯為0.1%、ZnO與Zn3(PO4)2質(zhì)量比1：1且質(zhì)量分數(shù)為7.5%、其他填料為14.9%、水為15%、助劑(乙二醇、pH調(diào)節(jié)劑、分散劑、乳化劑、消泡劑、活性稀釋劑、成膜助劑)為2.5%時涂料無團聚現(xiàn)象,涂層無裂紋、附著力為一級、鉛筆硬度為6H、抗沖擊強度為47cm、磨損量為0.0004g,耐磨損量和硬度等機械性能比未用石墨烯改性的丙烯酸樹脂涂層提高了1.5倍以上；涂層固化后TVOC和HCHO釋放量為國家限制標準的1/5和1/40；涂層經(jīng)強酸強堿腐蝕和氯離子溶液浸泡后仍有較好的表觀穩(wěn)定性和官能團穩(wěn)定性；涂層耐熱性能比傳統(tǒng)改性劑改性的丙烯酸樹脂涂料提高了63%以上；涂層自腐蝕電位隨氯離子溶液濃度(質(zhì)量分數(shù)從1%到3%)、溫度(30℃到70℃)、時間(1 d到5 d)的增大從-0.684 V增大到-0.3986 V,涂層自腐蝕電流密度也有此類似變化規(guī)律。改性石墨烯對涂料及涂層性能的改善可能與其所含極性鍵有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 丙烯酸樹脂 水性涂料 氯離子腐蝕 P110鋼
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4;TQ633
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 研究目的與意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-15
• 1.2.1 氯離子腐蝕及腐蝕規(guī)律研究現(xiàn)狀8-11
• 1.2.2 石墨烯改性涂料的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 丙烯酸樹脂涂料的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 研究內(nèi)容15-17
• 第2章 氯離子對P110鋼的腐蝕研究17-30
• 2.1 概述17
• 2.2 實驗部分17-19
• 2.2.1 主要藥品和儀器17
• 2.2.2 實驗基體材料17-18
• 2.2.3 氯離子腐蝕實驗方法18-19
• 2.3 實驗結(jié)果與討論19-29
• 2.3.1 氯離子腐蝕速率的影響因素19-26
• 2.3.2 氯離子對鋼鐵的腐蝕產(chǎn)物分析26-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 涂料主要成分的制備及表征30-41
• 3.1 概述30
• 3.2 實驗部分30-37
• 3.2.1 實驗藥品30-31
• 3.2.2 實驗儀器31
• 3.2.3 水性丙烯酸樹脂的制備31-33
• 3.2.4 高醚化三聚氰胺甲醛樹脂的制備33-36
• 3.2.5 石墨烯的預處理36-37
• 3.3 實驗結(jié)果與討論37-40
• 3.3.1 水性丙烯酸樹脂的表征37
• 3.3.2 高醚化三聚氰胺甲醛樹脂的表征37-38
• 3.3.3 改性石墨烯的表征38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 涂料配方設(shè)計與涂層制備41-53
• 4.1 概述41
• 4.2 實驗部分41-48
• 4.2.1 實驗藥品與儀器41-42
• 4.2.2 實驗基體材料42
• 4.2.3 涂料配方設(shè)計42-45
• 4.2.4 涂層制備方法45-46
• 4.2.5 涂層性能測試46-48
• 4.3 實驗結(jié)果與討論48-52
• 4.3.1 涂層機械性能測試結(jié)果48-49
• 4.3.2 涂層機械性能多指標綜合評分結(jié)果49-51
• 4.3.3 優(yōu)選涂層的電化學實驗驗證51-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 涂層基本性能研究53-63
• 5.1 概述53
• 5.2 實驗部分53-55
• 5.2.1 實驗材料53-54
• 5.2.2 涂層環(huán)保性能測試54
• 5.2.3 耐化學試劑腐蝕測試54-55
• 5.2.4 電化學測試55
• 5.2.5 熱重分析55
• 5.2.6 紅外光譜分析55
• 5.3 實驗結(jié)果與討論55-61
• 5.3.1 涂層環(huán)保性能測試結(jié)果55-56
• 5.3.2 涂層耐化學試劑浸泡性能測試結(jié)果56-57
• 5.3.3 涂層電化學性能測試結(jié)果57-60
• 5.3.4 涂層耐熱性能測試結(jié)果60-61
• 5.3.5 涂層成分官能團穩(wěn)定測試結(jié)果61
• 5.4 本章小結(jié)61-63
• 第6章 結(jié)論與建議63-64
• 6.1 結(jié)論63
• 6.2 建議63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文71

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本文編號：600293