蓖麻油基防腐涂层的制备及其防腐性能研究

摘要

镁合金比强度高、比刚度高，导热导电性能好，具有很好的电磁屏蔽性、较大的阻尼、较强的减振性，且易于切削加工、易于回收以及加工成本低等突出特性，已被广泛应用于汽车工业、航空航天、电子设备外壳及骨骼支架等诸多方面。但由于镁合金腐蚀电位较低，易发生电化学腐蚀，而其使用受到制约。
　　本文以AZ91镁合金为基底，考察了其在3.5％ NaCl溶液中的腐蚀过程并分析了机理。以化学浸渍法在镁合金表面制备了磷酸盐转化膜，通过SEM、XRD进行形貌及组成分析，结果表明镁合金表面生成均匀、致密且厚度为5-10微米的Na4Mg(PO4)2。通过极化曲线及电化学阻抗谱进行防腐性能分析，结果表明磷酸盐转化膜腐蚀电位相比镁合金提升了58 mV，阻抗值由镁合金的61.4Ω提升至294.5Ω。表明磷酸盐转化膜可以对镁合金提供一定的防护。
　　以环氧树脂为粘结剂、NMP为稀释剂，常温下以聚酰胺进行固化，制备环氧有机涂层，并对镁合金进行防腐。通过对其进行形貌分析，可知未经磷酸盐转化的环氧涂层有脱落现象。在涂层中加入蓖麻油，得到蓖麻油改性环氧有机涂层结果表明有机涂层制备成功且蓖麻油分子已进入有机涂层中，通过极化曲线及电化学阻抗谱进行防腐性能分析，结果表明相经磷酸盐转化后涂层腐蚀电位为-1.197V，阻抗值为5001Ω;蓖麻油改性后的涂层腐蚀电位可达到-0.848 V，阻抗值为9241Ω。表明有机涂层对镁合金有较高的防腐蚀性，且蓖麻油的引入可以提升防腐性能。
　　在环氧有机涂层中加入商业SS-200型SiO2及硅溶胶，得到SiO2改性环氧树脂有机涂层。通过XRD进行涂层组分分析，结果表明涂层中已成功掺入SiO2。通过极化曲线和电化学阻抗谱进行防腐性能分析，结果表明SiO2改性的复合涂层腐蚀电位为-0.809 V，阻抗值为4490Ω;硅溶胶改性的复合涂层腐蚀电位为-0.825 V，阻抗值为7055Ω。通过复合改性后SiO2蓖麻油复合改性涂层效果最优，腐蚀电位可达到-0.732 V，阻抗值为220.5 MΩ。表明复合改性涂层的防腐性能有提升。
　　以蓖麻油为原料、NaHSO4为脱水剂在减压的条件下制备脱水蓖麻油，并将脱水蓖麻油引入有机涂层中，制备脱水蓖麻油改性有机涂层及脱水蓖麻油自修复涂层。通过碘值及红外光谱对脱水蓖麻油表征，结果表明蓖麻油碘值提升了23，且羟基峰有明显减弱，蓖麻油脱水成功。通过极化曲线及电化学阻抗谱进行防腐性能分析，结果表明脱水蓖麻油改性的复合涂层腐蚀电位为-0.827 V，阻抗值为7836Ω;脱水蓖麻油自修复涂层腐蚀电位为-0.825 V，阻抗值为2687Ω。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 镁合金的应用

1．2．1 镁合金介绍

1．2．2 镁合金的应用

1．3 镁合金腐蚀

1．3．1 镁合金自然氧化膜

1．3．2 镁合金腐蚀种类

1．4 镁合金防腐

1．4．1 缓蚀剂

1．4．2 化学转化膜

1．4．3 微弧氧化

1．4．4 磁控溅射

1．4．5 电镀

1．4．6 有机涂层

1．5 蓖麻油的应用

1．5．1 蓖麻油介绍

1．5．2 蓖麻油的应用

1．5．3 蓖麻油及其衍生物在涂层中的应用

1．6 本研究课题的目的与意义

第二章 实验部分

2．1 实验试剂及仪器

2．1．1 实验试剂

2．1．2 实验仪器

2．2 镁合金预处理

2．2．1 打磨

2．2．2 超声清洗

2．2．3 碱洗

2．2．4 酸洗

2．3 磷酸盐转化膜的制备

2．4 环氧有机涂层的制备

2．5 蓖麻油改性环氧有机涂层的制备

2．6 SiO2改性环氧有机涂层的制备

2．6．1 SS-200型SiO2改性环氧有机涂层的制备

2．6．2 硅溶胶改性环氧有机涂层的制备

2．7 脱水蓖麻油改性环氧有机涂层的制备

2．7．1 脱水蓖麻油的制备

2．7．2 脱水蓖麻油改性环氧有机涂层的制备

2．7．3 脱水蓖麻油基微胶囊的制备

2．7．4 脱水蓖麻油基微球水包油改性环氧有机涂层的制备

2．8 研究方法

2．8．1 形貌分析

2．8．2 膜层结构分析

2．8．3 腐蚀性能分析

2．8．4 碘值测定

第三章 镁合金-磷酸盐转化膜防腐性能研究

3．1 引言

3．2 镁合金腐蚀

3．2．1 镁合金腐蚀形貌分析

3．2．2 镁合金腐蚀产物分析

3．2．3 镁合金腐蚀机理

3．3 磷酸盐转化膜

3．3．1 磷酸盐转化膜形貌分析

3．3．2 磷酸盐转化膜成分分析

3．3．3 磷酸盐转化膜耐腐蚀性分析

3．4 本章小结

第四章 蓖麻油改性环氧涂层的防腐性能研究

4．1 引言

4．2 环氧有机涂层防腐性能研究

4．2．1 SEM图

4．2．2 环氧涂层红外光谱图

4．2．3 防腐性能研究

4．3 蓖麻油改性环氧涂层的耐腐蚀性研究

4．3．1 红外光谱图

4．3．2 防腐性能分析

4．4 本章小结

第五章 SiO2改性环氧有机涂层防腐性能研究

5．1 引言

5．2 SS-200 SiO2改性复合涂层的研究

5．2．1 SS-200 SiO2表征

5．2．2 涂层表征

5．2．3 涂层耐腐蚀性能研究

5．3 硅溶胶改性复合涂层的研究

5．3．1 涂层表征

5．3．2 涂层腐蚀性能研究

5．4 蓖麻油SiO2复合改性涂层的防腐性能研究

5．4．1 极化曲线分析

5．4．2 电化学阻抗谱分析

5．5 本章小结

第六章 脱水蓖麻油改性环氧树脂有机涂层的防腐性能研究

6．1 引言

6．2 脱水蓖麻油

6．2．1 脱水蓖麻油红外表征

6．2．2 碘值测定

6．3 脱水蓖麻油改性环氧涂层的防腐性能

6．3．1 极化曲线分析

6．3．2 电化学阻抗分析

6．4 脱水蓖麻油水包油微胶囊防腐性能研究

6．5 本章小结

第七章 结论

参考文献

致谢

作者简介

攻读硕士学位期间所发表的论文及取得的科研成果

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