由于石墨烯和氧化石墨烯本身分別具有的優(yōu)異結(jié)構(gòu)和性能,利用它們對(duì)水性環(huán)氧富鋅涂料進(jìn)行改性,制備出鋅粉含量減少但耐腐蝕性能提升的水性環(huán)氧富鋅涂料,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境的目的。論文中主要研究工作包括兩個(gè)部分:第一部分是石墨烯/水性環(huán)氧富鋅涂料的制備。探究了石墨烯含量和鋅粉含量分別對(duì)石墨烯/水性環(huán)氧富鋅涂層力學(xué)性能、接觸角、耐鹽霧性能以及電化學(xué)性能的影響,采用Nano-ZS90型粒徑分析儀,Q25型掃描電鏡和JEM2010F型透射電鏡對(duì)石墨烯漿料進(jìn)行表征,對(duì)比了環(huán)氧樹脂和石墨烯與環(huán)氧樹脂復(fù)合后的微觀形貌圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)石墨烯含量為0.8wt%,鋅粉含量為46wt%,即減少原環(huán)氧富鋅涂料中19wt%的鋅粉時(shí),石墨烯/環(huán)氧富鋅涂料的硬度為3H,柔韌性為2mm,抗沖擊強(qiáng)度為50kg·cm^-1附著力大小為4.96MPa,接觸角大小θ=81°,涂層浸泡72h后的電化學(xué)阻抗譜中顯示容抗半徑最大,耐鹽霧時(shí)間達(dá)960h,為原環(huán)氧富鋅涂料耐鹽霧時(shí)間的1.9倍。實(shí)驗(yàn)所用的石墨烯為高質(zhì)量薄層石墨烯,石墨烯與環(huán)氧樹脂復(fù)合之后可以形成高度致密有序的結(jié)構(gòu),從而減少涂層缺陷。第二部分是氧化石墨... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

海洋設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象Fig.1-1CorrosionofMarineequipmenta)橋梁b)船舶c)海底隧道

由一個(gè)碳原子以 sp2雜化形成共價(jià)鍵與另外 3 個(gè)碳原子連接組成，化學(xué)惰性佳，在腐蝕環(huán)境或易被氧化的條件下穩(wěn)定性好。氧化石墨烯片層表面帶有許多親水基團(tuán)，使其能夠與涂料體系更好的相容，充分發(fā)揮氧化石墨烯作為增強(qiáng)相在連續(xù)相樹脂中的作用[7]。因此，將石墨烯及其氧化物分別加入到海洋防腐涂料中對(duì)其進(jìn)行改性，猜測(cè)能夠提高涂料的防腐性能。經(jīng)過查閱許多有關(guān)環(huán)氧富鋅涂料的性能研究的文獻(xiàn)，觀察目前的涂料行業(yè)形勢(shì)，分別將適量石墨烯和氧化石墨烯作為配方中類似于助劑成分在特定的步驟中加入組分中，從而制備出由石墨烯和氧化石墨烯改性后的水性環(huán)氧富鋅涂料，在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)下測(cè)試涂層的硬度、柔韌性、附著力、耐沖擊強(qiáng)度等力學(xué)性能，接觸角大小，用耐鹽霧試驗(yàn)和電化學(xué)性能測(cè)試對(duì)防腐蝕性能進(jìn)行檢測(cè)，期望能成功制備出符合標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保型海洋防腐涂料。1.2 水性環(huán)氧富鋅涂料1.2.1 水性環(huán)氧富鋅涂料的基本組成

發(fā)生腐蝕反應(yīng)時(shí)會(huì)先失電子保護(hù)陰極，是顏填料中最主要的成分，根據(jù)需求有時(shí)還會(huì)添加體質(zhì)顏料和著色顏料做適當(dāng)?shù)奶畛浜椭医档统杀�；W-B EZRC 中的助劑種類和用量都很少，但是每一種助劑都不可或缺，它們與其他成分的作用對(duì)涂層性能會(huì)產(chǎn)生一定的影響[10]；由于該涂料體系中的溶劑為水，因此屬于環(huán)境友好型涂料。1.2.2 水性環(huán)氧富鋅涂料的防腐機(jī)理除了防止外界環(huán)境介質(zhì)(如：H2O、O2和其它離子)對(duì)基材的腐蝕外，鋅粉在腐蝕介質(zhì)開始滲入涂層時(shí)起主要作用。W-B EZRC 的防腐機(jī)理包括前期成膜物質(zhì)環(huán)氧樹脂的物理屏蔽作用、中期顏填料鋅粉的陰極保護(hù)作用及后期腐蝕產(chǎn)物堆砌產(chǎn)生的屏蔽作用[11]三個(gè)過程。W-B EZRC 在基材上附著后會(huì)平鋪上一層環(huán)氧樹脂，在腐蝕前階段可以屏蔽H2O、O2、Cl-腐蝕性物質(zhì)對(duì)金屬基材的接觸，起到第一層保護(hù)作用[12]；W-B EZRC 中的鋅粉比大多數(shù)金屬基材活潑，當(dāng)涂層在受到腐蝕介質(zhì)侵蝕時(shí)，鋅粉作為陽(yáng)極先失電子發(fā)生腐蝕，金屬基材為陰極而得到第二層保護(hù)。在腐蝕中期階段鋅粉發(fā)生溶解，之后就

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氧化石墨烯/環(huán)氧富鋅底漆的制備及性能研究[J]. 萬雪期,姚偉,郭翠翠,姚岳忠.  涂層與防護(hù). 2018(01)
[2]石墨烯漿料在環(huán)氧鋅粉復(fù)合防腐涂料中的應(yīng)用[J]. 薛鵬,李文凱,胡秀東,郁飛,倪維良,彭云峰,譚偉民.  涂料工業(yè). 2017(11)
[3]氧化石墨烯在防腐涂料中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 周媛,陳先,汪杰,梁小杰,梁忠旭,王慶穎.  中國(guó)涂料. 2017(09)
[4]石墨烯在片鋅基無機(jī)富鋅涂料中的應(yīng)用研究[J]. 楊振波,屈帥,師華,楊忠林,張津.  涂料技術(shù)與文摘. 2017(08)
[5]石墨烯——鋅粉長(zhǎng)效防腐涂料的研制[J]. 關(guān)迎東,候曉燕,孫春龍.  電鍍與涂飾. 2017(14)
[6]石墨烯在環(huán)氧鋅粉涂料中的應(yīng)用研究[J]. 孫春龍,關(guān)迎東.  中國(guó)涂料. 2017(02)
[7]Effect of Nano Clay on Corrosion Protection of Zinc-rich Epoxy Coatings on Steel 37[J]. Farhad Tohidi Shirehjini,Iman Danaee,Hadi Eskandari,Davood Zarei.  Journal of Materials Science & Technology. 2016(11)
[8]單層石墨烯制備及其耐腐蝕特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 邢玉雷,徐克,蔡光蘭,齊春華,王鑫,劉志成.  現(xiàn)代化工. 2016(03)
[9]集裝箱用環(huán)氧富鋅涂料防腐性能研究[J]. 江濤,張振,何國(guó).  中國(guó)涂料. 2015(08)
[10]石墨烯/環(huán)氧復(fù)合導(dǎo)電涂層的防腐性能研究[J]. 黃坤,曾憲光,裴嵩峰,張敬雨,石超.  涂料工業(yè). 2015(01)

博士論文
[1]石墨烯及其氧化物的表面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的調(diào)控[D]. 劉芝婷.華東理工大學(xué) 2014
[2]氧化石墨烯/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的界面改性與性能研究[D]. 李拯.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[3]石墨烯的制備與功能化及其在復(fù)合材料中的應(yīng)用研究[D]. 范金辰.上海交通大學(xué) 2014
[4]石墨烯的制備及其在聚合物復(fù)合材料中的應(yīng)用[D]. 王彥.上海交通大學(xué) 2012

碩士論文
[1]石墨烯/水性環(huán)氧富鋅涂料的制備及性能研究[D]. 張松.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]水性重防腐環(huán)氧云母氧化鐵中間漆的制備及其防腐蝕性能研究[D]. 何暢.華南理工大學(xué) 2017
[3]氧化石墨烯基對(duì)水泥基材料微觀形貌的影響[D]. 鄧麗娟.陜西科技大學(xué) 2017
[4]幾種典型富鋅涂層電化學(xué)特性研究[D]. 趙振涌.燕山大學(xué) 2015
[5]環(huán)氧樹脂/氧化石墨烯納米復(fù)合材料的制備和表征[D]. 王舟.北京化工大學(xué) 2010
[6]水性有機(jī)富鋅底漆的制備與性能研究[D]. 王玉瓊.華南理工大學(xué) 2010
[7]有機(jī)重防蝕涂層耐蝕性能研究[D]. 楊麗霞.機(jī)械科學(xué)研究院 2002



本文編號(hào)：3441750