帶銹涂裝無機(jī)富鋅涂料的制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-31 18:16
金屬腐蝕嚴(yán)重阻礙了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家工業(yè)化建設(shè),因此,開發(fā)環(huán)保、高效、施工簡(jiǎn)便的金屬防護(hù)涂料具有極其重要的意義。無機(jī)硅酸鹽富鋅涂料具有優(yōu)異的耐水性、耐候性、防腐性及自我修復(fù)性能,在金屬防腐領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的發(fā)展?jié)撃?但傳統(tǒng)硅酸鹽富鋅涂料存在著基料流動(dòng)性大、鋅粉含量高、施工要求高等問題,因此限制了該類涂料的發(fā)展。針對(duì)上述問題,本論文分別從硅酸鹽基料和鋅粉填料兩方面開展研究工作,以提高涂層的防腐性能,并實(shí)現(xiàn)帶銹涂裝,簡(jiǎn)化施工過程。論文的主要研究?jī)?nèi)容有:(1)研究了硅酸鹽成膜體系的組成及性能。以硅酸鉀、硅酸鋰混合物為成膜物質(zhì),通過觀察法及粒度分析等考察了硅烷偶聯(lián)劑的種類及用量、反應(yīng)溫度、模數(shù)及硅溶膠滴加速度對(duì)于合成基料黏度、穩(wěn)定性、耐水性及膠團(tuán)粒度等方面的影響,優(yōu)化了高模數(shù)基料的合成工藝條件。結(jié)果表明:以γ-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(KH560)作為偶聯(lián)劑,控制反應(yīng)溫度50℃,并以4 mL/min滴加同等質(zhì)量的硅溶膠所制備的基料具有較好的成膜性能。(2)研究了水性有機(jī)乳液對(duì)硅酸鹽涂料改性的作用,采用鹽霧試驗(yàn)(NNS)及電化學(xué)交流阻抗(EIS)等手段研究了水性乳液添加量對(duì)涂料防腐性能及施...
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1不同模數(shù)基料粒度分布圖??Fig.?2-1?The?particle?size?distribution?patterns?of?silicate?solution??
10?cm2,??采用鎳鉑合金電極和飽和甘汞電極作為體系的輔助電極及參比電極,甘汞電極浸??泡于飽和KC1溶液中,通過自制鹽橋與3.5%NaCl電解液形成串聯(lián)電路。測(cè)試時(shí)??首先測(cè)試涂層的開路電壓t/ocp,并在Uep±〇.lV范圍內(nèi)進(jìn)行LSV測(cè)試,EIS測(cè)試??以t/cKP作為測(cè)試電壓,測(cè)試頻率范圍為100?kHz?10?mHz,所得EIS數(shù)據(jù)通過??ZSimpWin軟件進(jìn)行電路擬合,分析涂層腐蝕過程中涂層電阻及電容變化。??鈾鎮(zhèn)電極&?,甘永電極??工作電極i?"!??圖3_丨電化學(xué)測(cè)試裝置圖??Fig.?3-1?The?device?of?Electrochemical?Testing??3.2結(jié)果與討論??3.2.1涂層SEM形貌??圖3-2a為未改性無機(jī)硅酸鹽富鋅涂層表面SEM形貌。涂層表面較為粗糙,??存在大量由球形鋅粒堆積而成的微米級(jí)孔隙,腐蝕介質(zhì)易通過孔隙滲透到涂層內(nèi)??部造成鋅粉及基材的腐蝕;摻雜水性有機(jī)乳液改性的涂層(圖3-2b),表面球形??25??
?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???為了深入研究鋅粉腐蝕反應(yīng)過程,對(duì)NSS試驗(yàn)后的涂層進(jìn)行XRD成分分析,??結(jié)果如圖3-5所示。未腐蝕涂層XRD譜圖中僅觀察到Zn及ZnO的特征衍射峰,??ZnO的存在是由于Zn表面自氧化形成。腐蝕后的涂層中觀察到Zn(OH)2的(0?0?3)??及Zn5(0H)8ClrH20的(0?0?2)特征衍射峰%,65]。因此,可以推斷涂層在中性鹽霧??腐蝕過程中,陰極發(fā)生吸氧腐蝕生成〇H_,陽極發(fā)生了?Zn氧化生成了?Zn2+,二??者結(jié)合生成了?Zn(OH)2〇Zn(OH)2進(jìn)一步與?H20、Cr結(jié)合生成了?Zn5(OH)8ClrH2〇。??具體腐蝕反應(yīng)方程式如下:??Zn(s)?—?Zn2++?2e_?公式(3-1)??02(d)?+?2H2〇?+?4e——?40H-(aq)?公式(3-2)??Zn2+?+?20H——?Zn(OH)2?(s)?—?ZnO(s)?+?H20?公式(3-3)??5Zn(OH)2?+?5H20?+?2Cr—?Zn5(OH)8Cl2???H2O?(s)?+?20H—.公式(3-4)??3000????爾?A??2500?-?-??Before?Corrosion????i??After?Corrosion??2000?-??I?_?-■一_一‘丨以??c?1500?-?—??????????—????S?????????0:;你》?110.-??1000?■?丨,丨、\??。-Ji.二H??*?i?1?I?'?i?'?J?'?i?'?i???i?J?i?'?I?1?i?u?i?■?i?■?i???i?'?l?T
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水性環(huán)氧-丙烯酸酯復(fù)合乳液制備研究進(jìn)展[J]. 陳細(xì)芳,王宏雨,張凱. 涂料工業(yè). 2019(12)
[2]船板鋼在海洋環(huán)境下腐蝕研究進(jìn)展[J]. 羅思維,劉泉兵,黃承勇,李樺鏗,陳金娣,胡杰珍. 廣州化工. 2019(13)
[3]淺談水性無機(jī)富鋅底漆的發(fā)展趨勢(shì)[J]. 李敏風(fēng),韓利世. 電鍍與涂飾. 2019(02)
[4]10號(hào)碳鋼在NaOH溶液中的腐蝕電化學(xué)行為[J]. 趙天雷,路偉,呂海武,徐光遠(yuǎn),王奎升. 腐蝕與防護(hù). 2018(11)
[5]Cu2+對(duì)材料在海水中腐蝕行為的影響[J]. 李鵬,李成濤,董帥,張術(shù)勇,馬強(qiáng),張度寶. 腐蝕與防護(hù). 2018(11)
[6]聚氨酯防腐涂層實(shí)驗(yàn)室光加速老化對(duì)比研究[J]. 李倩倩,李暉,李朝陽,鄭會(huì)保,王新波,謝可勇,孫巖. 涂料工業(yè). 2018(09)
[7]硅溶膠對(duì)無機(jī)磷酸鋁涂料防腐性能的影響[J]. 翁亶,秦真波,周潼,劉磊,胡文彬. 涂料工業(yè). 2018(05)
[8]極化作用對(duì)X70鋼在NaCl溶液中腐蝕行為的影響[J]. 汪敏慧,王樹立,楊燕,劉軍,龍鳳儀,徐洪敏. 腐蝕與防護(hù). 2018(03)
[9]一種海洋環(huán)境環(huán)氧防腐蝕涂料的研發(fā)及其性能[J]. 楊耀輝,李玲杰,郭富超,張彥軍,韓文禮,林竹,徐忠蘋. 腐蝕與防護(hù). 2018(03)
[10]有機(jī)涂層防護(hù)性能與失效評(píng)價(jià)研究進(jìn)展[J]. 蔡光義,張德平,趙葦杭,董澤華. 腐蝕與防護(hù). 2017(09)
碩士論文
[1]氧化石墨烯/環(huán)氧改性水性聚氨酯納米復(fù)合涂層制備及防腐蝕性能研究[D]. 毛定宣.南昌航空大學(xué) 2019
[2]羥基乙叉二膦酸插層鋅鋁鈰水滑石的制備與緩蝕性能研究[D]. 妙孟姚.天津大學(xué) 2017
[3]電鍍Ni-Fe-Cr-P合金鍍層性能的研究[D]. 朱勇毅.華南理工大學(xué) 2014
[4]硅酸鹽水性無機(jī)富鋅防腐涂料的制備及性能研究[D]. 周春婧.沈陽工業(yè)大學(xué) 2014
[5]有機(jī)硅氧烷的研制及其在防腐涂料中的應(yīng)用[D]. 裴秀君.濟(jì)南大學(xué) 2012
[6]無機(jī)硅酸鹽富鋅涂層的制備與性能研究[D]. 遇世友.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):3560737
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1不同模數(shù)基料粒度分布圖??Fig.?2-1?The?particle?size?distribution?patterns?of?silicate?solution??
10?cm2,??采用鎳鉑合金電極和飽和甘汞電極作為體系的輔助電極及參比電極,甘汞電極浸??泡于飽和KC1溶液中,通過自制鹽橋與3.5%NaCl電解液形成串聯(lián)電路。測(cè)試時(shí)??首先測(cè)試涂層的開路電壓t/ocp,并在Uep±〇.lV范圍內(nèi)進(jìn)行LSV測(cè)試,EIS測(cè)試??以t/cKP作為測(cè)試電壓,測(cè)試頻率范圍為100?kHz?10?mHz,所得EIS數(shù)據(jù)通過??ZSimpWin軟件進(jìn)行電路擬合,分析涂層腐蝕過程中涂層電阻及電容變化。??鈾鎮(zhèn)電極&?,甘永電極??工作電極i?"!??圖3_丨電化學(xué)測(cè)試裝置圖??Fig.?3-1?The?device?of?Electrochemical?Testing??3.2結(jié)果與討論??3.2.1涂層SEM形貌??圖3-2a為未改性無機(jī)硅酸鹽富鋅涂層表面SEM形貌。涂層表面較為粗糙,??存在大量由球形鋅粒堆積而成的微米級(jí)孔隙,腐蝕介質(zhì)易通過孔隙滲透到涂層內(nèi)??部造成鋅粉及基材的腐蝕;摻雜水性有機(jī)乳液改性的涂層(圖3-2b),表面球形??25??
?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???為了深入研究鋅粉腐蝕反應(yīng)過程,對(duì)NSS試驗(yàn)后的涂層進(jìn)行XRD成分分析,??結(jié)果如圖3-5所示。未腐蝕涂層XRD譜圖中僅觀察到Zn及ZnO的特征衍射峰,??ZnO的存在是由于Zn表面自氧化形成。腐蝕后的涂層中觀察到Zn(OH)2的(0?0?3)??及Zn5(0H)8ClrH20的(0?0?2)特征衍射峰%,65]。因此,可以推斷涂層在中性鹽霧??腐蝕過程中,陰極發(fā)生吸氧腐蝕生成〇H_,陽極發(fā)生了?Zn氧化生成了?Zn2+,二??者結(jié)合生成了?Zn(OH)2〇Zn(OH)2進(jìn)一步與?H20、Cr結(jié)合生成了?Zn5(OH)8ClrH2〇。??具體腐蝕反應(yīng)方程式如下:??Zn(s)?—?Zn2++?2e_?公式(3-1)??02(d)?+?2H2〇?+?4e——?40H-(aq)?公式(3-2)??Zn2+?+?20H——?Zn(OH)2?(s)?—?ZnO(s)?+?H20?公式(3-3)??5Zn(OH)2?+?5H20?+?2Cr—?Zn5(OH)8Cl2???H2O?(s)?+?20H—.公式(3-4)??3000????爾?A??2500?-?-??Before?Corrosion????i??After?Corrosion??2000?-??I?_?-■一_一‘丨以??c?1500?-?—??????????—????S?????????0:;你》?110.-??1000?■?丨,丨、\??。-Ji.二H??*?i?1?I?'?i?'?J?'?i?'?i???i?J?i?'?I?1?i?u?i?■?i?■?i???i?'?l?T
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水性環(huán)氧-丙烯酸酯復(fù)合乳液制備研究進(jìn)展[J]. 陳細(xì)芳,王宏雨,張凱. 涂料工業(yè). 2019(12)
[2]船板鋼在海洋環(huán)境下腐蝕研究進(jìn)展[J]. 羅思維,劉泉兵,黃承勇,李樺鏗,陳金娣,胡杰珍. 廣州化工. 2019(13)
[3]淺談水性無機(jī)富鋅底漆的發(fā)展趨勢(shì)[J]. 李敏風(fēng),韓利世. 電鍍與涂飾. 2019(02)
[4]10號(hào)碳鋼在NaOH溶液中的腐蝕電化學(xué)行為[J]. 趙天雷,路偉,呂海武,徐光遠(yuǎn),王奎升. 腐蝕與防護(hù). 2018(11)
[5]Cu2+對(duì)材料在海水中腐蝕行為的影響[J]. 李鵬,李成濤,董帥,張術(shù)勇,馬強(qiáng),張度寶. 腐蝕與防護(hù). 2018(11)
[6]聚氨酯防腐涂層實(shí)驗(yàn)室光加速老化對(duì)比研究[J]. 李倩倩,李暉,李朝陽,鄭會(huì)保,王新波,謝可勇,孫巖. 涂料工業(yè). 2018(09)
[7]硅溶膠對(duì)無機(jī)磷酸鋁涂料防腐性能的影響[J]. 翁亶,秦真波,周潼,劉磊,胡文彬. 涂料工業(yè). 2018(05)
[8]極化作用對(duì)X70鋼在NaCl溶液中腐蝕行為的影響[J]. 汪敏慧,王樹立,楊燕,劉軍,龍鳳儀,徐洪敏. 腐蝕與防護(hù). 2018(03)
[9]一種海洋環(huán)境環(huán)氧防腐蝕涂料的研發(fā)及其性能[J]. 楊耀輝,李玲杰,郭富超,張彥軍,韓文禮,林竹,徐忠蘋. 腐蝕與防護(hù). 2018(03)
[10]有機(jī)涂層防護(hù)性能與失效評(píng)價(jià)研究進(jìn)展[J]. 蔡光義,張德平,趙葦杭,董澤華. 腐蝕與防護(hù). 2017(09)
碩士論文
[1]氧化石墨烯/環(huán)氧改性水性聚氨酯納米復(fù)合涂層制備及防腐蝕性能研究[D]. 毛定宣.南昌航空大學(xué) 2019
[2]羥基乙叉二膦酸插層鋅鋁鈰水滑石的制備與緩蝕性能研究[D]. 妙孟姚.天津大學(xué) 2017
[3]電鍍Ni-Fe-Cr-P合金鍍層性能的研究[D]. 朱勇毅.華南理工大學(xué) 2014
[4]硅酸鹽水性無機(jī)富鋅防腐涂料的制備及性能研究[D]. 周春婧.沈陽工業(yè)大學(xué) 2014
[5]有機(jī)硅氧烷的研制及其在防腐涂料中的應(yīng)用[D]. 裴秀君.濟(jì)南大學(xué) 2012
[6]無機(jī)硅酸鹽富鋅涂層的制備與性能研究[D]. 遇世友.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):3560737
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