环氧氟碳/玻璃鳞片防腐涂层的制备及性能研究

摘要

金属材料的腐蚀不仅带来了巨大的经济损失，而且还威胁着人类的生命安全。防腐涂层是解决金属材料腐蚀有效而又经济的方式，但目前的涂层在严酷环境下经常出现起泡、剥落等失效现象，因此研究优化涂层结构和设计、提高涂层的抗渗透性和耐腐蚀性来延长金属基材的寿命具有重要意义。本文以优化的环氧—四氟树脂体系，并辅以玻璃鳞片“迷宫效应”的抗渗结构来设计了防腐涂层，并对所设计的涂层进行了综合机械性能测试和耐腐蚀性测试，得到了下列结论:
　　(1)建立了离散—连续介质渗透的数学模型，该数学模型表明玻璃鳞片复合涂层的渗透性与玻璃鳞片的体积分数、宽厚比以及玻璃鳞片的平行度有关，为研究玻璃鳞片在涂层中的抗渗透性能机理的研究奠定了基础。
　　(2)利用氯醚树脂实现了对涂层的增韧目的，通过研究表明涂层中氯醚树脂用量在8％时涂层的综合机械性能最好，涂层在冲击强度为50kg·cm的冲击下没有裂纹出现，且涂层的柔韧性为0.5mm，附着力为1级。
　　(3)环氧树脂和氟碳树脂的比例为3∶7时涂层具有优异的耐腐蚀性能，并通过电化学阻抗实验得出，涂层在在3.5％的NaCl水溶液中浸泡600个小时后，涂层的总阻抗值降低很小，仍然保持在108Ω·cm2，涂层的吸水率为2.08％，与未添加四氟树脂的涂层相比，吸水率下降了47％。
　　(4)通过实验证明，该体系在玻璃鳞片的用量为20％、目数为100目时，涂层具有优异的防腐蚀性能和抗渗透性能。
　　(5)以聚合物-玻璃鳞片渗透模型为依据，分析了模型中对鳞片组装平行度的主要影响因素，运用分子动力学探讨了各主要影响因素对鳞片的作用机理，通过对玻璃鳞片的表面修饰及鳞片在涂层中平行度的组装控制制备了不同平行度的玻璃鳞片涂层。通过对该体系涂层的扫描电镜(SEM)观察、电化学交流阻抗(EIS)等技术手段的测试对比，说明在玻璃鳞片的体积分数、宽厚比一定的情况下，玻璃鳞片的平行度越高，涂层的耐腐蚀性越高，且平行度最高的涂层在介质中浸泡600h后涂层的总阻抗值降低很小，仍然保持在107Ω·cm2，吸水率为1.41％。