水性聚氨酯/环氧树脂复合防腐涂料的制备研究

摘要

近年来人们对环保的重视程度不断增大，使得水性涂料渐渐占据主市场。然而，不论是在国内还是国外，金属防腐用的水性涂料的综合特性还不是很理想，从而大大缩小了它的应用范畴。
　　针对以上问题，本课题利用水性聚氨酯与水性环氧树脂之间的交联反应，来增强体系的致密性，达到两种树脂间的性能互补。为进一步增强复合体系的综合特性，实验中采取了添加硅烷偶联剂的方法。
　　电性相同的离子之间具有十分明显的排斥作用，因而双电层材料中带有的正反两种电荷可对腐蚀性阴阳离子的扩散起到较强的阻挡作用，将其添加入涂料中可增强防腐特性。实验中选用蒙脱土作基板，利用盐溶液对其加以改性来制备双电层材料。论文的主要内容如下:
　　(1)通过正交实验确定水性聚氨酯/环氧树脂的最佳配比，考察了硅烷偶联剂的种类、加入顺序、添加量及作用时间对复合树脂性能的影响。研究表明，先将质量比为4∶6的水性聚氨酯与水性环氧树脂进行2h的交联反应，再向其中加入复合树脂固含量2.5％的KH550，反应100min即可制成水性聚氨酯/环氧树脂复合基料。
　　(2)采用ZnCl2溶液对蒙脱土基板改性制备双电层材料，考察了多种因素对合成双电层材料的影响。通过XRD与SEM测试结果可知，最佳制备条件为:质量分数为10％的ZnCl2溶液的添加剂量为29.4mL、控制添加速度为1mL/min、将制备的双电层材料进行干燥处理。
　　(3)选用向水性聚氨酯/环氧树脂复合基料中加入双电层材料、云母氧化铁及绢云母填料的方法来制备水性聚氨酯/环氧树脂复合涂料。通过综合特性、防腐特性的测试结果可知，将复合基料固含量3％的固体双电层材料分散到适量的去离子水中，再将其以1mL/min的速度添加到复合基料中，之后向其中加入复合基料固含量10％的云母氧化铁与10％的绢云母，搅拌至其完全分散均匀，即可得到性能优越的水性聚氨酯/环氧树脂复合涂料。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 金属的腐蚀

1．2．1 金属腐蚀的简介

1．2．2 金属腐蚀的机理

1．2．3 金属腐蚀的形式

1．2．4 金属腐蚀的防护

1．3 有机防腐涂料

1．3．1 有机防腐涂料的组分

1．3．2 有机防腐涂料的种类

1．4 蒙脱土

1．4．1 蒙脱土的结构

1．4．2 蒙脱土的特性

1．5 本课题的研究效果及主要内容

第二章 水性聚氨酯／环氧树脂复合基料的制备

2．1 实验部分

2．1．1 实验试剂和仪器

2．1．2 实验过程

2．2 性能测试

2．2．4 附着力测试

2．2．5 硬度测试

2．3 结果与讨论

2．3．1 WPU／WEP复合树脂的红外谱图

2．3．2 WPU／WEP复合基料的红外谱图

2．3．3 WPU与WEP的用量比对复合树脂的影响

2．3．4 硅烷偶联剂的种类对复合基料的影响

2．3．5 KH550的加入顺序对复合基料的影响

2．3．6 KH550的用量对复合基料的影响

2．3．7 KH550的作用时间对复合基料的影响

2．4 本章小结

第三章 蒙脱土基双电层材料的制备

3．1 实验部分

3．1．1 实验试剂和仪器

3．1．2 实验过程

3．2 性能测试

3．3．1 蒙脱土的剥离

3．3．2 双电层材料的制备

3．3．3 盐溶液种类对双电层材料制备的影响

3．3．4 ZnCl2溶液用量对双电层材料制备的影响

3．3．5 ZnCl2溶液滴加速率对双电层材料制备的影响

3．3．6 双电层材料干燥与否对其性能的影响

3．4 本章小结

第四章 水性聚氨酯／环氧树脂复合涂料的制备

4．1 实验部分

4．1．1 实验试剂和仪器

4．1．2 实验过程

4．1．3 涂料涂刷前准备

4．2 性能测试

4．2．1 表干、实干时间

4．2．2 表观分析

4．2．3 厚度测试

4．2．4 盐雾测试

4．2．5 耐水性测试

4．2．6 耐盐水测试

4．2．7 电化学测试

4．3 结果与讨论

4．3．1 双电层材料用量对涂料性能的影响

4．3．2 双电层材料干燥与否对涂料性能的影响

4．3．3 双电层材料的粒径对涂料性能的影响

4．3．4 双电层材料的加入方式对涂料性能的影响

4．3．5 双电层材料的滴加速率对涂料性能的影响

4．3．6 云母氧化铁用量对涂料性能的影响

4．3．7 绢云母用量对涂料性能的影响

4．4 涂层的性能表征

4．4．1 双电层水性涂料的性能表征

4．4．2 双电层水性防腐涂料的性能表征

4．5 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学位论文

作者和导lJ币简介