玄武岩鳞片改性环氧涂料的制备及性能研究

摘要

玄武岩鳞片是一种新型鳞片材料，其绿色环保，价格低廉，添加到树脂中可以产生特殊的“迷宫效应”，从而可以提高涂层的耐蚀性能。因此，在重防腐涂料领域应用潜力巨大。本文以俄罗斯产和国产二种玄武岩鳞片以及聚酰胺651A、NX-2015、T31、乙二胺、三乙烯四胺五种固化剂为研究对象，研究不同玄武岩种类，以及不同固化剂对涂层耐蚀性能的影响。用筛选出来的固化剂制备成涂层，研究玄武岩鳞片的添加量对涂层耐蚀性能的影响。针对聚酰胺651A固化剂玄武岩鳞片涂层的缺点，以环氧树脂为改性剂，采用机械能与热能相结合的方法对玄武岩鳞片进行改性。通过改性使玄武岩鳞片的亲水性下降，亲油性增强，玄武岩鳞片在环氧树脂溶液中的分散稳定性大幅提高。将改性后的玄武岩鳞片添加到环氧树脂中制成涂层，对涂层的防腐性能进行研究。
　　研究结果如下：
　　(1)固化剂种类不同，所制备的涂层的外观和内部组织致密程度差别较大。所选取的五种固化剂中性能较好为聚酰胺651A和NX-2015固化剂。乙二胺和三乙烯四胺固化剂涂层表面较差，涂层表现呈“病态”；而T31固化剂涂层表面状态最差，出现“暴聚现象”。
　　(2)玄武岩鳞片的制备工艺对所制备涂层的性能影响较大。当鳞片厚度不均时，在涂层制备球磨分散过程中，过薄的部位易于破碎，从而使鳞片大量破碎成粉末，起不到屏蔽作用，所制备涂层的EIS性能和耐盐雾性能较差，涂层与金属基体附着力也较低。
　　(3)鳞片防腐涂层厚度对耐蚀性影响较大。当涂层厚度过薄时，较大尺寸的玄武岩鳞片反而易于成为腐蚀性介质扩散到基体的通道，添加玄武岩鳞片涂层的耐蚀性能甚至低于清漆涂层。而随着涂层厚度的增加，“迷宫效应”所带来的阻挡效应逐渐起主导作用，添加玄武岩鳞片涂层的耐蚀性能超过清漆涂层。并且涂层厚度增加一倍，有效防护时间增加多倍。
　　(4)玄武岩鳞片在耐蚀涂层中有最佳添加量。NX-2015固化剂涂层和改性玄武岩聚酰胺651A固化剂涂层为20％左右。未改性玄武岩聚酰胺651A涂层最佳添加量为15%左右。
　　(5)高温球磨可实现玄武岩鳞片表面改性。当改性温度为140℃，研磨时间为5h时，转速800 r/min时改性效果最好。改性后玄武岩所制备涂层的耐腐蚀性能提高显著。

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第1章 绪论

1.1引言

1.2 环氧树脂涂料

1.3 鳞片防腐涂料

1.4 玄武岩

1.5 无机填料的改性

1.6 本论文研究的目的及意义

第2章 实验材料及实验方法

2.1 实验材料及实验设备

2.2 实验方法

2.3 玄武岩的表征

2.4 涂层性能的测试

第3章 涂层体系筛选及不同种类鳞片性能研究

3.1固化剂筛选

3.2鳞片筛选

3.3 本章小结

第4章 不同固化剂玄武岩鳞片涂层性能研究

4.1聚酰胺固化剂玄武岩鳞片涂层性能研究

4.2 腰果壳油改性胺固化剂玄武岩鳞片涂层性能研究

4.3 本章小结

第5章 玄武岩鳞片环氧树脂改性及改性涂层性能研究

5.1 机械力化学法改性玄武岩鳞片

5.2 高温机械力化学法改性玄武岩鳞片理论分析

5.3 高温球磨改性玄武岩鳞片的工艺研究

5.4改性前后玄武岩鳞片涂层性能对比

5.5 本章小结

结论

参考文献

致谢