纳米二氧化铈水性环氧涂料的电化学行为研究

摘要

纳米材料因其独特的纳米效应，将其加入到环保型的水性环氧树脂涂料中进行分散改性可赋予涂料优异的性能。如何使纳米材料真正以纳米级分散在水性涂料中，发挥其纳米效应，获得高性能、稳定性好的水性纳米涂料具有十分重要的应用价值。 本文首先研究了纳米CeO2在水性介质中的分散性。选用的分散剂为六偏磷酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和十二烷基磺酸钠，在水性介质中进行沉降试验，并确定了在50g水中对纳米CeO2分散效果最佳的分散剂为六偏磷酸钠，最佳用量为0．3g。 其次配制性能优异的水性环氧树脂基料。将水性环氧树脂和不同比例的胺类固化剂混合进行固化反应，对固化生成的水性环氧涂料进行浸泡试验，低温恒定湿热试验，自腐蚀电位测量，交流阻抗谱测量，确定最佳配比为水性环氧树脂乳液按质量比1：1．1和胺类固化剂进行固化反应。 最后将经过性能最优异的分散剂分散的纳米CeO2料浆加入到最佳配比制成的水性环氧树脂基料进行高速搅拌，制成纳米水性环氧树脂复合涂料，并对该涂料形成的涂层进行各种性能测试。 性能测试结果显示：在分散剂的作用下，添加纳米氧化铈的水性环氧树脂涂层在耐酸、耐碱、耐盐、耐低温恒定湿热性能上表现优异。在自腐蚀电位试验过程中，与没有添加纳米氧化铈的水性环氧树脂涂层相比，添加纳米氧化铈的水性环氧树脂涂层在浸泡过程中具有较高的自腐蚀电位。在交流阻抗检测中，添加纳米氧化铈的水性环氧树脂涂层在浸泡初期的阻抗谱基本上是一个单容抗弧，仅出现一个时间常数，所形成涂层的阻抗较大，说明该涂层可以作为一个屏蔽层，能够有效隔绝腐蚀介质与基体的直接接触，从而使基体金属免受腐蚀。复合图层的防腐蚀性能随着纳米氧化铈含量的增加而提高。 综上，在合适的分散剂作用下氧化铈作为一种增强剂加入到水性环氧树脂涂料中，起到了改性水性环氧树脂涂料的作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

引言

1文献综述

1.1前言

1.2涂料的国内外发展趋势

1.2.1涂料定义

1.2.2涂料的分类

1.3国内外涂料的发展现状

1.3.1涂料的发展现状

1.3.2水性涂料

1.3.3水性涂料最新产品和研究技术

1.4国内外纳米材料在水性涂料的研究

1.4.1直接添加纳米材料作为水性涂料的增强材料

1.4.2对纳米材料进行修饰和表面包裹改性

1.4.3改用水性乳液作为分散介质

1.5纳米二氧化铈应用、制备、改性

1.5.1纳米二氧化铈的应用

1.5.2纳米二氧化铈的制备工艺

1.5.3纳米材料在水性乳液介质中的分散

1.5.4纳米二氧化铈的表面改性

1.6水性纳米环氧树脂涂料的制备方法

1.6.1简单掺混法

1.6.2聚合法

1.6.3反应加工法

1.7水性环氧树脂涂料性能评价

1.7.1水性环氧树脂涂层系统

1.7.2水性环氧树脂涂料技术性能指标

1.7.3指标讨论

2纳米CeO2料浆的制备

2.1前言

2.2试验原料及设备

2.3试验方法及过程

2.3.1纳米二氧化铈的制备

2.3.2沉降试验

2.3.3浸泡试验

2.3.4低温恒定湿热试验

2.3.5自腐蚀电位测试

2.3.6交流阻抗试验

2.4试验结果分析

2.4.1纳米二氧化铈制备结果

2.4.2沉降试验分析

2.4.3浸泡试验分析

2.4.4低温恒定湿热试验分析

2.4.5自腐蚀电位试验分析

2.4.6交流阻抗试验分析

2.5本章小结

3水性环氧树脂基料的制备

3.1前言

3.2试验基材制备

3.2.1浸泡及低温恒定湿热试验基材制备

3.2.2电化学试验基材制备

3.3水性环氧树脂基料的制备

3.4基料性能检测

3.4.1浸泡试验

3.4.2低温恒定湿热试验

3.4.3电化学试验

3.5基料性能检测分析

3.5.1浸泡试验分析

3.5.2低温恒定湿热试验结果

3.5.3电化学试验分析

3.6本章小结

4水性纳米环氧树脂复合涂料的制备

4.1前言

4.2水性纳米环氧树脂复合涂料的制备

4.2.1试验过程及方法

4.2.2浸泡试验

4.2.2低温恒定湿热试验

4.2.3电化学试验

4.3涂层性能检测试验分析

4.3.1浸泡试验数据分析

4.3.2低温恒定湿热数据分析

4.3.3电化学试验数据分析

4.4本章小结

结论

参考文献

在学研究成果

致谢