环保型达克罗涂液研制及涂层性能研究

摘要

达克罗是一种新型的表面处理技术，相比于电镀工艺，达克罗是一种“绿色涂层”。但是，目前应用的达克罗涂层中含有对环境和生物体有害的铬离子，满足不了当今世界对环保的要求，所以当务之急是开发无铬环保型的达克罗涂液，为达克罗技术的推广奠定工程应用基础。
　　本文通过单因素试验和正交试验，研究环保型达克罗涂层的外观、附着力和耐蚀性能，确定了铬酐替代品以及优化了环保型达克罗的涂液配方和涂层烘干固化工艺参数;运用SEM、EDS和XRD等测试手段分析了环保型达克罗涂层的形貌、成分和结构，通过中性盐雾试验和电化学试验等方法研究了环保型达克罗涂层的耐蚀性能，并对其耐蚀性机理进行了初步探讨。
　　研究结果表明，环保型达克罗的最优涂液配方为:锌铝粉占涂液总量28％，锌和铝比例3∶1，润湿剂40％，分散剂10％，钝化剂9％，粘结剂10％，KH550和KH560比例3∶1，余量均为去离子水，增稠剂占涂液总量1％;最优涂层烘干固化工艺参数为:烘干温度100℃，时间10min，固化温度280℃，时间30min。采用优化涂液配方和涂层烘干固化工艺参数制备的环保型达克罗涂层厚度为20um，鳞片状锌铝粉层层堆叠;经720h中性盐雾试验后，涂层表面无大面积锈蚀，满足锌铬涂层国家标准中的耐蚀性要求;涂层自腐蚀电位大约比基材负138mV，腐蚀电流要比基材低一个数量级，可实现涂层对基材的阴极保护作用，呈现出优异的耐蚀性能。环保型达克罗涂层的耐蚀性机理主要是物理屏蔽作用、电化学保护作用、缓蚀钝化作用和自修复作用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 金属腐蚀与防护

1．2 传统涂层防腐蚀技术

1．3 达克罗涂层技术

1．3．1 达克罗涂层技术的发展历程

1．3．2 达克罗涂层的组份成分

1．3．3 达克罗涂层的成膜机理

1．3．4 达克罗涂层的性能特点

1．3．5 达克罗涂层的防腐蚀机理

1．3．6 达克罗涂层技术的弊端

1．4 环保型达克罗涂层技术

1．4．1 环保型达克罗涂层技术简介

1．4．2 环保型达克罗涂层的最新研究进展

1．4．3 环保型达克罗涂层的应用领域

1．5 本文研究的意义及内容

1．5．1 研究意义

1．5．2 研究内容

第二章 实验条件与方法

2．1 实验设备与材料

2．1．1 试样基材

2．1．2 试验金属粉

2．1．3 化学试剂

2．1．4 试验仪器及设备

2．2 涂层制备工艺流程

2．2．1 工件前处理

2．2．2 涂液配置

2．2．3 涂覆和离心甩

2．2．4 烘干固化

2．3 涂层性能测定方法

2．3．1 涂液分散性测定

2．3．2 涂液黏度测定

2．3．3 涂层外观测定

2．3．4 涂层微观形貌及成分结构分析

2．3．5 涂层附着力测定

2．3．6 涂层耐蚀性分析

第三章 环保型达克罗涂液配方研制

3．1 环保型达克罗涂液的组份设计

3．2 金属粉浆的研制

3．2．1 锌铝粉的作用

3．2．2 锌铝粉的含量及比例

3．2．3 润湿剂和分散剂的作用

3．2．4 润湿剂和分散剂的含量

3．3 铬酐替代品的研究

3．3．1 钝化剂的作用及选择

3．3．2 粘结剂的作用及选择

3．4 增稠剂的作用与选择

3．5 涂液配方优化

3．5．1 涂层外观分析

3．5．2 涂层附着力分析

3．5．3 涂层耐蚀性分析

3．5．4 涂液的最优配方

3．6 涂层烘干及固化工艺优化

3．6．1 涂层外观分析

3．6．2 涂层附着力分析

3．6．3 涂层耐蚀性分析

3．6．4 涂层的最优烘干及固化工艺

3．7 本章小结

第四章 环保型达克罗涂层表征及耐蚀性机理探讨

4．1 环保型达克罗涂层的耐蚀性

4．1．1 中性盐雾试验

4．1．2 电化学试验

4．2 环保型达克罗涂层形貌与结构

4．2．1 涂层的微观形貌

4．2．2 涂层的结构

4．3 环保型达克罗涂层耐蚀性机理的探讨

4．3．1 物理屏蔽作用

4．3．2 电化学保护作用

4．3．3 缓蚀钝化作用

4．3．4 自修复作用

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文及其他科研成果