磷铁粉和硅烷对环氧富锌涂层耐腐蚀性能影响的研究

论文摘要

富锌底漆已成为船舶、桥梁、海上钻井平台、码头、管道、储罐等重防腐涂料领域的主要配套底漆品种,其中聚酰胺固化环氧富锌底漆是有机富锌底漆中应用最大的品种。磷铁粉的导电性良好,在环氧富锌涂层中加入磷铁粉可以提高锌粉的利用率。在富锌涂料中加入硅烷偶联剂可延长富锌涂层的阴极保护期。本文主要研究了磷铁粉和硅烷对环氧富锌涂层耐腐蚀性能的影响。采用电位-时间、电化学阻抗谱（EIS）和XRD、SEM评价了有机富锌涂层的防腐蚀性能。根据等效电路及其元件参数解释了钢铁/富锌涂层/盐水体系的EIS测量结果。本文的主要工作及结论如下:（1）利用EIS研究了两种测试有机涂层实验装置的精确性最常用的EIS（电化学阻抗）测试用电解槽由有机玻璃制成,管中盛有电解液,并装有辅助电极和参比电极。有机玻璃管的固定可采用两种方式:（1）A装置将有机玻璃管用粘结剂粘在涂层/金属试样上;（2）在B装置中,将有机玻璃管用螺杆固定在两块有机玻璃板中间。本文研究了在两种实验装置下环氧涂层以及环氧富锌涂层的电化学阻抗谱特征,结果表明B装置可能有利于提高实验准确度。（2）通过研究磷铁粉含量对环氧富锌涂层的耐腐蚀性能的影响,结果表明不同含量磷铁粉制备的涂层并没有明显的区别。可以用磷铁粉取代部分锌粉,但关于磷铁粉含量对环氧富锌涂层耐腐蚀性的影响,还需要做进一步深入细化的研究。（3）研究了磷铁粉和/或硅烷对环氧富锌涂层的耐腐蚀性能的影响。结果表明,同时加入磷铁粉和硅烷的环氧富锌涂层的电位最低,而且它的涂层电容与锌粉腐蚀反应电容较小,涂层电阻与锌粉腐蚀反应电阻较大,它在具有较好的阴极保护的同时可以通过硅烷的粘结作用和锌粉腐蚀产物填充作用获得较好的涂层致密性。在同时加入磷铁粉和硅烷的环氧富锌涂层中,磷铁粉的导电性提高了锌粉利用率,而硅烷促使涂层致密化,从而降低腐蚀介质对涂层的侵蚀速度。环氧富锌涂层的腐蚀产物主要为Zn5（OH）8Cl2和少量Zn4CO3（OH）6。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.1.1 金属腐蚀的普遍性与严重性
• 1.1.2 涂装防护是应用最广泛的金属防护方法
• 1.1.3 富锌涂料是重要的防腐涂料
• 1.2 涂层的防护与失效机理
• 1.2.1 涂料防腐蚀机理
• 1.2.2 涂层的失效机制
• 1.3 富锌涂料
• 1.3.1 富锌涂料的分类
• 1.3.2 富锌涂料的防腐蚀机理
• 1.4 涂层性能的检测方法简述
• 1.4.1 常规检测法
• 1.4.2 电化学方法
• 1.4.3 其它涂层测试技术
• 1.5 本论文的研究目的意义和内容
• 1.5.1 研究目的和意义
• 1.5.2 研究内容
• 第2章 实验内容
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 实验基体及预处理
• 2.3.2 涂层的制备
• 2.3.3 涂层测试
• 第3章 两种测试有机涂层的EIS实验装置的比较
• 3.1 前言
• 3.2 结果与讨论
• 3.3 本章小结
• 第4章 磷铁粉对环氧富锌涂层耐腐蚀性能影响的研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验结论与分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 硅烷及磷铁粉对环氧富锌涂层耐腐蚀性能的影响
• 5.1 前言
• 5.2 实验结论与分析
• 5.2.1 腐蚀电位及等效电路元件随时间的变化情况
• 5.2.2 环氧富锌涂层的SEM分析
• 5.2.3 环氧富锌涂层表面腐蚀产物XRD分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果