碳钢环氧基防腐涂层的性能研究

论文摘要

环氧树脂基防腐蚀涂料由于优良的物理机械性能和防腐蚀性能是目前应用最为广泛的防腐蚀涂料之一。通过添加填料得到的复合涂料大大增强了防腐蚀性能。本文利用电化学阻抗谱（Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS）、盐雾试验等方法研究了环氧树脂清漆在3.5%的NaCl水溶液中的腐蚀电化学行为。在此基础上,在环氧树脂内添加导电聚苯胺和纳米蒙脱土填料,研究了不同添加量的两种填料对环氧树脂涂层防腐蚀性能的影响,并进一步研究确定了聚苯胺和蒙脱土对改善环氧涂树脂涂层防腐蚀性能的作用机制。针对单一的环氧树脂清漆的防腐蚀性能及其电化学行为进行初步研究,确定了环氧树脂清漆在侵蚀性水介质防腐蚀性能差,涂层失效较快。同时,在环氧树脂中分别添加不同含量的导电聚苯胺和纳米蒙脱土。研究发现,涂层中添加导电聚苯胺后降低了涂层自身对侵蚀性水介质的阻挡作用,聚苯胺环氧树脂涂层对基体金属的防护作用主要是通过聚苯胺与基体金属接触发生电化学反应,使基体金属发生钝化,生成的钝化膜阻止基体金属的腐蚀,从而提高涂层的防护性能。环氧树脂涂层中添加聚苯胺的添加量在一定范围内防腐蚀性能较好,聚苯胺添加量在0.5%时,环氧树脂涂层的防护性能最好。利用电化学测试技术、红外光谱、盐雾试验等方法研究了添加不同含量蒙脱土的环氧树脂涂层在3.5%的NaCl水溶液中的腐蚀作用机制:蒙脱土添加到环氧树脂中后,其纳米粒子与环氧树脂之间增强的相互作用显著提高环氧涂层的防护性能,但随着添加量的增大,涂层孔隙率的影响逐渐增强,涂层的防腐蚀性能会降低。通过实验确定蒙脱土添加量在1%时,环氧树脂涂层的防护性能最好,涂层在浸泡1920小时后其涂层电阻仍保持在1011ohm以上。经过1000小时盐雾试验涂层仍保持完好,机械性能也相对较好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 环氧树脂在防腐蚀涂料中的应用
• 1.2 导电高分子材料在防腐蚀涂料中应用的发展
• 1.3 聚苯胺在涂层防腐蚀应用中的发展
• 1.4 环氧树脂/蒙脱土层状硅酸盐纳米复合材料在防腐蚀涂料中的应用
• 1.5 电化学交流阻抗技术在防腐蚀涂层研究中的应用
• 1.5.1 EIS在涂层体系失效微观机制研究中的应用
• 1.5.2 EIS在涂层防护涂层性能评价方面的应用
• 1.6 存在问题及发展方向
• 1.7 课题研究的目的及意义
• 1.8 课题研究的内容及计划
• 1.8.1 课题研究的内容
• 1.8.2 课题研究的实验方法及所用的设备
• 第二章 环氧树脂的防腐性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 环氧清漆的制备
• 2.2.2 电化学实验方法
• 2.2.3 盐雾试验方法
• 2.2.4 力学性能测定方法
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 环氧树脂清漆腐蚀电化学行为研究
• 2.3.2 盐雾试验结果
• 2.3.3 力学性能测试结果
• 第三章 聚苯胺改性环氧树脂的防腐性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 聚苯胺环氧涂层的制备
• 3.2.1 主要原料和仪器
• 3.2.2 制备过程
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 电化学交流阻抗方法
• 3.3.2 盐雾实验
• 3.3.3 力学性能测定
• 3.4 实验结果与讨论
• 3.4.1 电化学交流阻抗结果与讨论
• 3.4.2 盐雾实验结果
• 3.4.3 力学性能测试结果
• 第四章 纳米蒙脱土改性环氧树脂的防腐性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 蒙脱土环氧涂层的制备
• 4.2.1 主要原料和仪器
• 4.2.2 制备过程
• 4.3 试验方法
• 4.3.1 电化学交流阻抗方法
• 4.3.2 盐雾实验
• 4.3.3 力学性能测定
• 4.3.4 红外光谱分析
• 4.4 实验结果与讨论
• 4.4.1 电化学交流阻抗结果与讨论
• 4.4.2 添加不同含量蒙脱土的环氧树脂涂层防腐蚀性能研究
• 4.4.3 红外光谱测试结果
• 4.4.4 盐雾实验结果
• 4.4.5 力学性能测定结果
• 4.4.6 改性蒙脱土纳米粒子对环氧涂层防护性能的影响机制
• 第五章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢