【摘要】：研制環(huán)保高效的耐腐蝕涂料是當(dāng)前的熱點(diǎn)。本文利用石墨烯及無(wú)機(jī)粒子改性水性環(huán)氧乳液,制備水性防腐涂料,測(cè)試它們的物理及化學(xué)性能,表征其微觀結(jié)構(gòu),分析防腐機(jī)理。首先,采用石墨烯、氮化硅(Si_3N_4)粒子制備了f-Si_3N_4@RGO/環(huán)氧防腐涂料,利用SEM、FTIR和XRD等對(duì)f-Si_3N_4@GO和f-Si_3N_4@RGO雜化材料微觀的形貌、化學(xué)成分組成及晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征分析。試樣浸泡120小時(shí)后,與純環(huán)氧和f-Si_3N_4@GO/環(huán)氧涂層相比,2 wt.%f-Si_3N_4@RGO涂層的|Z|_(0.1).1 Hz值更高,為1.55×10~4 cm~2,具有優(yōu)異的防腐性能,這歸因于超薄RGO組合的f-Si_3N_4結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)在水性環(huán)氧基體中有助于RGO和Si_3N_4的均勻分散。將導(dǎo)電顆粒ATO分別與f-SiO_2@GO、f-SiO_2@RGO共混,制備了水性環(huán)氧防腐抗靜電涂料,研究其防腐性能及抗靜電性能。在ATO/f-SiO_2@RGO/環(huán)氧樹(shù)脂涂層中,RGO皺褶的片層增加了SiO_2的表面粗糙度,經(jīng)過(guò)還原后的f-SiO_2@RGO既恢復(fù)了導(dǎo)電性又保留了良好的分散性,使f-SiO_2@RGO、ATO均勻分散形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),進(jìn)一步提高了涂層抗靜電性和耐腐蝕性能。結(jié)果表明,與添加5wt.%填料的其他涂料相比,ATO/f-SiO_2@RGO/環(huán)氧涂層的Z_(|0.1|)Hz值更大,為4.12×10~5 cm~2,表明ATO/f-SiO_2@RGO/環(huán)氧涂層具有更好的耐腐蝕性能。這種優(yōu)良的核殼f-SiO_2@RGO層狀結(jié)構(gòu)和ATO顆粒具有顯著的導(dǎo)電性,可以充分利用不同組分的協(xié)同增強(qiáng)效果,從而使水性環(huán)氧涂料具有優(yōu)異的耐蝕性和抗靜電性能。另外,制備了高性能的ATO/CNTs/f-SiO_2@RGO/環(huán)氧涂料,研究了f-SiO_2@RGO、ATO及CNTs對(duì)水性環(huán)氧涂料的抗靜電防腐性能的影響。研究表明,當(dāng)ATO摻量為10wt.%,CNTs摻量為2wt.%時(shí),f-SiO_2@GO和f-SiO_2@RGO復(fù)合材料的表面電阻率值分別達(dá)到5.97×10~4Ω?cm與1.04×10~4Ω?cm,比純環(huán)氧涂層的表面電阻率降低了許多,且復(fù)合涂層的導(dǎo)電性能和界面性能均有很大提高。與純環(huán)氧和其他填料涂料相比,ATO/CNTs/f-SiO_2@RGO/環(huán)氧復(fù)合涂層具有良好分散性,可以與樹(shù)脂緊密結(jié)合并阻止電解質(zhì)進(jìn)入微孔。因此,可以充分利用f-SiO_2@RGO的這種優(yōu)越的核殼結(jié)構(gòu)與不同組分混合以增強(qiáng)效果,賦予水性環(huán)氧涂層全面突出的防護(hù)性能。
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TQ637
【圖文】：

海洋、航空航天或其他惡劣環(huán)境中發(fā)生氧化腐蝕，造成事故的發(fā)生，這種了人們的生活及安全，給國(guó)家和社會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)和能源損耗[1-3]，因此洋管道、機(jī)械和建筑行業(yè)投入大量資金去維護(hù)或者更換[4-5]，成本是不可估量材料免受惡劣環(huán)境的破壞是相當(dāng)重要的，長(zhǎng)期以來(lái)，涂料的研究已成為一許多研究人員致力于研究金屬用防腐涂料[6-11]。腐涂料的組成一般是由主要成膜物(如樹(shù)脂、油脂)、次要成膜物(如顏料)及輔助成膜物他輔助材料構(gòu)成，如圖 1 所示。涂料中的樹(shù)脂和油脂可以形成附著在物體漆膜；顏填料則提供涂料需要的色彩或遮蓋力，起到輔助屏蔽的作用，最為體質(zhì)顏料，俗稱填料。一般情況下在生產(chǎn)過(guò)程中為了涂料本身的穩(wěn)定性中加入多種添加劑，添加劑的性能會(huì)影響涂料的性能，特別是耐腐蝕性能[

石墨烯改性水性環(huán)氧防腐涂料的制備與性能將 f-Si3N4(0.1g)在 100mLDMF 分散至均勻懸浮的狀態(tài)。然后加入 0.3gGO 顆粒，緩慢滴加 1mol/L 的 NaOH 溶液將溶液調(diào)至 pH=10 左右，加入 0.8g 的 NaBH4混合液體中，在 90℃下攪拌混合物反應(yīng) 2 h，所得產(chǎn)品過(guò)濾，水洗，離心(8000r，10m)，干燥 24h(60℃)。如圖 2.1 所示。

GO 和 f-Si3N4之間發(fā)生靜電吸附，且生成了 f-Si3N4@GO 雜化材料(圖3.1(d))[72]。經(jīng)過(guò)還原反應(yīng)后，1732cm-1(-C=O)處的峰已經(jīng)消失，表明環(huán)氧基和氨基之間反應(yīng)，產(chǎn)生了 f-Si3N4@RGO。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

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本文編號(hào)：2767308