常温固化FEVE氟碳涂料结构与性能研究及高性能FEVE氟碳涂料的制备

摘要

本文研究了不同类型FEVE氟碳涂料的性能，积累了FEVE氟碳涂料基础数据；制备了高性能的FEVE氟碳涂料，对FEVE氟碳涂料进行耐粘污性研究和碳纳米管改性研究；并且系统地研究了氟碳防腐涂层配套体系设计、缺陷与施工质量控制。主要研究工作如下： 1、通过多种试验方法和表征手段研究了FEVE氟碳涂料的耐候性、热稳定性、力学性能和防腐性能。1）通过天然曝晒试验、人工加速老化试验和环境扫描电镜（ESEM）分析，研究了FEVE氟碳涂料优异的耐候性，不同类型FEVE氟碳涂料耐候性差异以及FEVE氟碳涂料耐候性的地区差异，结果表明：醚类单体或位阻型大单体合成的FEVE氟碳树脂具有更优异的耐候性；FEVE氟碳涂料对湿热、盐雾环境较敏感，而对单纯强紫外线照射环境不敏感；2）通过热空气老化试验、热失重试验以及老化后的力学性能试验，分析了FEVE氟碳涂料热稳定性，结果表明：FEVE氟碳树脂中含有四氟乙烯单体比三氟氯乙烯单体、醚类单体比酯类单体具有更好的耐热性；3）研究了不同类型FEVE氟碳涂料的拉伸应力-应变行为以及氟碳涂料与环氧底漆的相容性，结果表明：FEVE氟碳涂料具有良好的力学性能，并且与环氧底涂层匹配性良好；4）比较了不同类型FEVE氟碳涂料的耐酸碱性能和耐溶剂性能，结果表明：所有类型FEVE氟碳涂料均具有优异的耐酸性，醚类或酯类大单体共聚型FEVE氟碳涂料耐碱性优异，而醋酸乙烯酯类型FEVE氟碳涂料耐碱性较差；各种类型FEVE氟碳涂料在非极性溶剂中溶胀度很低（三氟氯乙烯-乙烯基酯共聚型FEVE氟碳涂料几乎不溶于非极性溶剂），在弱极性溶剂中溶胀度很高，而在强极性溶剂中溶胀度稍低；5）采用交流阻抗法（EIS）测试各类FEVE氟碳涂料的防腐蚀性能，结果表明：在3．5%NaCl水溶液中，氟碳涂层（厚度23μm）在较长时间内（40d）保持为一个电阻值大、电容值小的隔绝层，说明涂层具有很好的抗渗透防腐性能。 2、选用四氟乙烯-乙烯基醚型FEVE氟碳树脂为成膜物，通过固化剂、溶剂、及助剂的选择制备了漆膜外观优异，耐候性能和防腐性能突出的环保型氟碳面漆。氟碳防腐涂层体系按GB/T1865人工加速老化5000h后漆膜很轻微变色、很轻微失光；耐盐雾5000h漆膜无异常；北京地区自然曝晒4年，不变色、不失光；海南地区曝晒2年，不变色、轻微失光。 3、研究了采用氟化硅氧烷亲水化剂、改性有机硅防涂鸦助剂、TiO2光催化剂三种方法提高FEVE氟碳涂层耐粘污性的效果，结果表明：通过添加氟化硅氧烷亲水化剂使FEVE氟碳涂料膜表面产生亲水性，从而提高涂膜的自洁性和耐粘污性，是一种切实可行的方法。采用光电子能谱（XPS）、接触角测定仪对亲水化漆膜表面元素和与水接触角进行表征，结果表明，亲水化剂在漆膜表面明显富集，并且在较短时间内水解形成亲水化基团，获得了稳定的亲水性，漆膜表面与水接触角维持在35°以下。 4、制备了碳纳米管/FEVE氟碳复合涂膜，研究了碳纳米管在常温固化氟碳树脂溶液中的分散性以及复合涂膜的力学性能、热稳定性和导电性能。结果显示：采用DISPERBYK-2050润湿分散助剂可使碳纳米管很好地分散在FEVE基体中；碳纳米管的加入显著提高了氟碳树脂涂膜的拉伸强度，稍稍提高氟碳涂膜的耐热性，并赋予氟碳涂层良好的导静电性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1文献综述

1.1.1 氟碳涂料的发展概况

1.1.2 FEVE氟碳树脂的结构与性能

1.1.3 FEVE氟碳涂料

1.2研究目的和意义

参考文献

第二章 FEVE氟碳涂料的结构与性能研究

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1主要原料

2.2.2涂料制备

2.2.3涂膜制备

2.2.4性能测试

2.3结果与讨论

2.3.1 FEVE氟碳涂料的耐候性能

2.3.2 FEVE氟碳涂料的耐热性能

2.3.3 FEVE氟碳涂料的力学性能

2.3.4 FEVE氟碳涂料耐酸碱性能和耐溶剂性能研究

2.3.5 FEVE涂膜的交流阻抗试验

2.4本章结论

参考文献

第三章 常温固化FEVE氟碳涂料的制备

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1主要原材料

3.2.2涂料及涂膜制备

3.2.3试验方法

3.3结果与讨论

3.3.1成膜树脂及固化体系的选择

3.3.2溶剂体系的选择

3.3.3颜料的选择

3.3.4助剂的选择

3.3.5亚光氟碳涂料的制备

3.3.6氟碳涂料的性能

3.4本章结论

参考文献

第四章 自洁型FEVE氟碳涂料研究

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1主要原料

4.2.2涂料制备

4.2.3涂膜制备

4.2.4试验方法

4.3结果与讨论

4.3.1漆膜表面耐粘污性研究

4.3.2涂膜表面亲水性研究

4.4本章结论

参考文献

第五章 碳纳米管改性FEVE氟碳涂料研究

5.1引言

5.2试验部分

5.2.1主要原材料

5.2.2碳纳米管分散液制备

5.2.3涂膜制备

5.2.4性能测试

5.3结果与讨论

5.3.1 CNTs／GK-570涂膜的分散性以及力学性能和热稳定性研究

5.3.2 CNTs／JF-2X涂膜的分散性以及力学性能和电性能研究

5.4本章结论

参考文献

第六章 FEVE氟碳涂料防腐涂层配套体系及施工质量控制

6.1引言

6.2涂层体系设计

6.2.1相关氟碳涂层体系设计标准

6.2.2氟碳防腐涂层体系

6.2.3氟碳涂层体系验证试验

6.3涂装质量控制

6.3.1表面处理

6.3.2涂装

6.4氟碳防腐面涂层缺陷分析

6.4.1 FEVE氟碳涂料在施工中的问题

6.4.2 涂料使用过程中的问题

6.5本章结语

参考文献

第七章 结论

致谢

研究成果及发表的论文

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