纳米导电防腐涂料导电性能影响因素及其制备技术的研究

论文摘要

纳米复合材料的制备是纳米复合材料性能研究的基础。由于纳米粒子比表面积和表面张力都很大,容易吸附而发生团聚,在溶液中将其有效地分散成纳米级粒子是非常困难的,极大地影响了纳米涂料性能。因此,采用合适的分散方法将纳米材料粒径稳定在纳米级,是纳米技术在涂料中获得广泛应用必须解决的最关键问题。一般而言,纳米材料的用量与涂料性能变化之间的关系曲线近似于抛物线,开始时随着纳米材料添加量的增加,涂料性能大幅度提高,到一定值后,涂料性能增幅趋缓,最后达到峰值;之后,随着纳米材料添加量的进一步增加,涂料的性能反而呈迅速下降的趋势,同时也增加了成本。因此,做好对比试验,选好纳米材料添加量也十分关键。本文对纳米粒子之间相互作用力进行了分析,结果表明只要分散力大于纳米粒子于团聚体之间的相互作用力和纳米粒子之间的相互作用力,就可以将纳米粒子分散开。为使纳米粒子在液相基体材料中均匀分散,选择气泡膨胀法来制备纳米导电防腐涂料。基于分形维数和FBM模型对纳米粒子分散程度进行判断,通过仿真来确定所选涂料导电性能较好时粒子的添加阈值,为实验奠定基础。根据仿真结果,初步确定实验材料添加范围。通过实验分析最终确定各个材料的添加量,并对纳米导电防腐涂料进行防腐性能及附着力的测试,证明实验方法可行且选材用量均达到标准。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题的研究目的和意义
• 1.3 纳米导电防腐涂料的应用与发展
• 1.3.1 纳米导电防腐涂料的应用
• 1.3.2 纳米导电防腐涂料的发展
• 1.4 纳米导电防腐涂料制备方法研究
• 1.4.1 溶胶-凝胶法（Sol-Gel法）
• 1.4.2 插层法
• 1.4.3 共混法
• 1.4.4 原位聚合法
• 1.4.5 超声波法
• 1.5 本文主要研究内容
• 第2章 纳米粒子分散技术研究
• 2.1 纳米粒子分散意义
• 2.2 纳米粒子分散原理
• 2.2.1 纳米粒子分散条件研究
• 2.2.2 纳米粒子作用力分析
• 2.3 纳米粒子分散方法
• 2.4 气泡膨胀法
• 2.5 本章小结
• 第3章 纳米导电防腐涂料导电性仿真研究
• 3.1 引言
• 3.2 粒子粒度评价
• 3.2.1 分形维数
• 3.2.2 计盒维数的计算
• 3.3 粒子分散均匀性评价
• 3.3.1 FBM及其参数计算
• 3.3.2 分散相均匀性描述
• 3.4 仿真中纳米粒子参数对涂料导电性的影响
• 3.4.1 分散均匀性对导电性影响
• 3.4.2 粒子浓度对导电性影响
• 3.4.3 粒径对导电性影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 纳米导电防腐涂料的制备及其主要性能分析
• 4.1 纳米导电防腐涂料的制备实验
• 4.1.1 基质材料的选择
• 4.1.2 纳米材料的选择
• 4.1.3 原料
• 4.1.4 制备
• 4.1.5 实验分析方法
• 4.2 实验中纳米粒子参数对涂料导电性影响
• 4.2.1 粒子浓度对导电性影响
• 4.2.2 分散均匀性对导电性影响
• 4.2.3 粒径大小对导电性影响
• 4.3 防腐性分析
• 4.3.1 耐碱性试验
• 4.3.2 耐酸性试验
• 4.4 附着力分析
• 4.5 影响涂料主要性能因素的分析
• 4.5.1 纳米炭黑的浓度影响
• 4.5.2 活性稀释剂浓度影响
• 4.5.3 固化剂的影响
• 4.5.4 干燥时间的影响
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢