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有机-无机复合涂层材料的制备及性能研究

作　者: 万勇
导　师: 林生岭
学　校: 江苏科技大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 插层聚合蒙脱土聚苯胺硅烷偶联剂环氧树脂防腐涂层
分类号: TB304
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

有机树脂具有良好的成膜性、柔韧性、基材附着力及较低的成本,因此一直是涂料的主要成膜物;无机材料具有高强度、性能稳定等特点,但同时存在脆性较大、成本高等的缺点。为了获得性能优异或功能独特的涂层,本论文研究有机-无机复合涂料。将有机树脂与无机材料通过复合手段,发挥二者的优势,以达到性能互补、提高涂层总体性能或引入新功能的目的。有机-无机复合涂料是两种性能迥异的组分之间的复合产物,综合了无机材料和有机聚合物的性能;而且有机-无机复合涂料的的制备是开发新型涂料的有效途径。本论文用无机蒙脱土作为无机材料,环氧树脂作为有机材料。先用不同的改性剂和方法对无机蒙脱土进行改性,然后再与环氧树脂复合,以聚酰胺树脂作为固化剂,制备复合环氧涂料。采用红外、热重、接触角、极化曲线以及交流阻抗等手段对制备涂料的性能进行了研究。主要工作如下:1.首先用盐酸对蒙脱土进行无机改性,再用十六烷基三甲基溴化铵对无机蒙脱土进行有机改性,制备得到有机蒙脱土。通过TGA、红外、XRD等手段对蒙脱土进行表征,可知改性达到预期效果。2.采用三种比例(0.4%wt、0.8%wt、1.2%wt)的硅烷偶联剂(KH550、KH560、KH570)对有机蒙脱土进行进一步改性,然后以5%wt的量加入到环氧树脂中,电磁搅拌1h后加入聚酰胺树脂,固化半小时后涂刷。TGA、XRD分析表明:硅烷偶联剂加入到了蒙脱土中;FT-IR分析表明:硅烷偶联剂与蒙脱土存在相互作用;电化学阻抗谱(EIS)表明:0.4%KH570改性的蒙脱土/环氧树脂表现出优异的耐腐蚀性能。3.在聚合温度为25℃、n(过硫酸铵):n(苯胺)=l:l、掺杂剂磺基水杨酸c(SSA)=0.03moI/L、蒙脱土的量为1%的实验条件下,运用插层聚合的方法制备出聚苯胺/蒙脱土复合纳米材料。在该复合材料中掺杂不同的金属离子,测其导电率的变化情况,并且与未掺杂复合材料的导电率进行比较。XRD分析表明:制备的复合材料中蒙脱土被完全剥离;电导率实验表明:聚苯胺/蒙脱土掺杂氯化铁的氯盐溶液电导率最高。4.运用插层聚合的方法制备了蒙脱土/聚苯胺复合材料,然后复合材料以5%wt的量加入到环氧树脂中,以聚酰胺树脂作为固化剂,制备复合环氧涂料。涂层力学性能测试表明:复合材料各项力学性能均得到提高;电化学阻抗谱(EIS)表明蒙脱土/聚苯胺/环氧树脂表现出优异的耐腐蚀性能。5.运用插层聚合的方法制备不同比例(1%wt、3%wt、5%wt、7%wt、10%wt、11%wt)的蒙脱土/聚苯胺复合材料,复合材料以5%wt的量加入到环氧树脂中制备复合环氧涂料。XRD表明:蒙脱土能够被聚苯胺剥离的最大量为10%wt;电化学阻抗谱和塔菲尔曲线分析表明:蒙脱土为聚苯胺的7%wt时,蒙脱土/聚苯胺/环氧树脂涂层表现出优异的耐腐蚀性能。

有机-无机复合涂层材料的制备及性能研究

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