片状活性填料增强涂层腐蚀防护性能研究

摘要

金属材料因其优秀的物理化学性能而被广泛应用于建筑、交通、工业、海洋、航空等领域，但金属材料在使用的过程中易受周围环境的影响而发生腐蚀。目前，涂层防护是应用较为普遍、有效、且经济的一种防护措施。然而，涂层中固有孔隙和缺陷的存在会加速涂层的失效，限制了涂层防护技术的应用与发展。因此，如何增强涂层防护性能已成为现今涂层研究的热点。本论文通过对填料进行多功能化设计来构建协同防护体系，并深入探究了填料的多功能性在协同增强涂层防护性能方面的作用。 其一，采用水浴沉积及热脱水技术合成了部分脱水的碱式硫酸锌微米片，考察了该填料的物理屏蔽和化学屏蔽的多功能协同防护作用。结果表明，该微米片（10wt%）嵌入的氟碳涂层在3.5wt%NaCl溶液中浸泡150天后仍然保持高涂层电阻值（Rc＞1011Ω·cm2）和低涂层电容值（Ceff＜10-10F·cm2）。这不仅归因于该微米片自身片状结构可有效地延长了水、氧和离子等腐蚀性介质在涂层基质中的扩散迁移路径，还归因于其高效的水和离子捕捉特性及自身溶胀特性。当水、氧和离子等腐蚀性介质渗透到涂层/填料界面时，该微米片可通过晶相转变的方式实现对侵入涂层中的水和离子（Cl-和Na+）的捕捉，使涂层中可自由迁移的水和离子（Cl-和Na+）被锁定在其自身的夹层结构中，从而赋予涂层主动屏蔽性能。 其二，采用水浴沉积技术合成了八羟基喹啉锶微米片，并探究了该填料的物理屏蔽和主动修复的多功能协同防护作用。结果表明，该微米片（20wt%）可明显提高氟碳涂层的涂层阻抗且可对涂层损伤进行快速修复。当涂受到意外损伤时，分散在损伤区域的该微米片会溶解并释放出缓蚀剂离子HQ-，而后HQ-水解构建的微区碱性环境加速裸露铝基体表面形成更为稳定且致密的八羟基喹啉铝保护膜，从而实现涂层损伤的主动化学刻蚀诱导的快速自修复功能，保护金属基体免受腐蚀。 总之，通过填料的多功能化设计可有效构建协同防护体系，从而显著延长涂层服役寿命，该策略为高效、智能、长寿命防腐材料的研究与开发提拱了新思路和理论依据。

目录

声明

1 绪论

1.1 腐蚀概述

1.2 填料增强聚合物涂层防护机理

1.2.1 物理屏蔽机理

1.2.2 缺陷填补机理

1.2.3 缓蚀修复机理

1.2.4 阴极保护机理

1.2.5 协同增强机理

1.3 选题目的及研究内容

2 碱式硫酸锌微米片增强涂层防护性能研究

2.1 实验部分

2.1.1 试样制备

2.1.2 试样表征

2.2 结果与讨论

2.2.1 碱式硫酸锌结构与组成

2.2.2 碱式硫酸锌晶相转变机理

2.2.3 碱式硫酸锌复合涂层防护性能

2.2.4 碱式硫酸锌复合涂层防护机理

2.3 本章小结

3 八羟基喹啉锶微米片增强涂层防护性能研究

3.1 实验部分

3.1.1 试样制备

3.1.2 试样表征

3.2 结果与讨论

3.2.1 八羟基喹啉锶结构与组成

3.2.2 八羟基喹啉锶缓蚀作用机理

3.2.3 八羟基喹啉锶复合涂层防护性能

3.2.4 八羟基喹啉锶复合涂层防护机理

3.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

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