Q235-A钢表面高分子聚苯硫醚及SiO2复合涂层的制备与性能研究

摘要

本研究选用SiO2及高分子材料PPS在Q235-A钢表面制备了PPS／SiO2复合涂层，以改善Q235-A钢表面的PPS涂层的拉伸性能、冲击性能及耐磨损等力学性能。借助力学性能测试手段考察了被处理试样的拉伸性能和冲击性能；利用摩擦磨损试验系统研究了被处理试样的摩擦学性能；利用扫描电子显微镜观察分析了被处理试样的断口表面和磨损表面形貌，并分析了磨损机理。通过对配方、工艺的调整以及涂层性能的检测，优选出能满足结合强度高、耐磨损的PPS／SiO2复合涂层；并分别考察了不同金属表面处理法方法、SiO2含量、固化时间及固化温度对底层涂层粘结强度的影响；用XRD分析了涂层中填料的成分及涂层的结晶度；测试了涂层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能，并通过SEM对涂层磨损机理进行分析。
　　本实验所用基材为Q235-A钢，主要成膜物质为聚苯硫醚，次要成膜物质为二氧化硅。采用共混改性方法，根据悬浮液喷涂的要求配制悬浮液涂料，研制了一种结合强度和摩擦性能优良的涂料和涂料涂装工艺。以涂层与金属基体结合强度为评价标准，对共混改牲涂料配方优化设计，得到了底层涂料最佳配方为：93％PPS、5%SiO22%助剂。利用分层过渡原则，以层与层之间的结合强度为评价标准，确定了中间过渡层涂料的配方，其中涂层的典型固化条件为：底层：300～320℃，8～10min；中间层：340～350℃，10～l5min；面层：350～360℃，15～20min。利用上述各层涂料配方和固化条件，可以获得厚度为0.5～0.6mm结合强度和摩擦性能优良的涂层。
　　采用《GB/T5210-2006色漆和清漆—拉开法附着力试验》、GB／T5210—1980《涂层附着力的测定法拉开法》和GB／T13222—91《金属热喷涂层剪切强度实验方法》三种方法，测试研制的共混改性 PPS涂层的结合强度，并取得了良好的实验效果。采用60＃砂布处理结合强度最高。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2 聚苯硫醚树脂简介

1.3 聚苯硫醚复合涂层的性能研究现状

1.4国内外PPS研究现状简介

1.5 研究内容及创新点

第二章 涂层材料、试验仪器及制备方法

2.1 涂层制备材料

2.2 试验设备及其应用

2.3 聚苯硫醚复合涂层的研究方法

2.4 本章小结

第三章 聚苯硫醚复合涂料及复合涂层的制备

3.1简介

3.2 聚苯硫醚复合涂料配方

3.3 涂料配制及涂层制备

3.4涂层的表面形貌

3.5 本章小结

第四章 聚苯硫醚复合涂层结合强度的研究

4.1 简介

4.2 复合涂层力学性能

4.3 基材表面处理方式对PPS涂层结合强度的影响

4.4 涂料组成对PPS复合涂层的结合强度的影响

4.5冷却方式对涂层性能的影响

4.6 固化条件对PPS涂层结合强度的影响

4.7 本章小结

第五章 聚苯硫醚复合涂层的摩擦学性能的研究

5.1 简介

5.2 摩擦磨损实验

5.3 摩擦磨损性能

5.4 磨损机理分析

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

附录

致谢