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纳米钛复合氟树脂防腐涂料的制备及性能研究

作　者: 赵培艳
导　师: 刘志刚
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 无机化学
关键词: 氟碳树脂 聚四氟乙烯 防腐涂料 P-200树脂
分类号: TQ637
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


氟碳树脂由于具有优异的耐候性、耐热性、稳定性和憎水、憎油的特性,是当前涂料业中研究热点之一。在涂料中加入纳米鳞片,可以极大地增强涂料耐腐蚀性能。本文结合氟碳树脂和纳米鳞片的双重优势,研制了高耐蚀性的涂料,并对其进行了测试,探讨了该涂料的防腐机理及固化动力学。通过实验,确定防腐涂料优化配方为:聚四氟乙烯粒度为0.510μm;粘结剂树脂P-200选择端基为-OH、分子量为中等的B-03型;混合溶剂组成成分及体积百分比为N,N-二甲基甲酰胺（10%）、N-甲基吡咯烷酮（25%）、甲苯（20%）、环己酮（35%）、甲乙酮（5%）、丙酮（5%）;聚四氟乙烯添加量为8g/100g P-200;钛纳米鳞片添加量为8g/100g P-200。涂敷工艺分为低温干燥和高温烧结两个阶段。通过差热实验和动力学计算,优化工艺为:干燥温度25℃100℃,干燥时间2030min;烧结温度300℃340℃,烧结时间为2025min。所制涂层附着力、柔韧性达到1级水平,耐冲击性80kg,硬度为5H,在80℃高温加速腐蚀下,在三元复合液的耐蚀时间达到了600h以上,在30%硫酸溶液、30%氢氧化钠溶液、10%盐酸溶液中,耐蚀时间均达到了450h以上,腐蚀电流数量级为10-8,耐蚀性能优越。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-20
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  9-10
    1.1.1 课题背景  9-10
    1.1.2 本课题目的和意义  10
  1.2 金属的防腐蚀  10-12
    1.2.1 常用的金属防腐蚀方法  10-11
    1.2.2 涂料的防护作用  11-12
  1.3 国内外的研究现状及分析  12-17
    1.3.1 国外防腐涂料的研究现状  12-14
    1.3.2 国内防腐涂料的研究现状  14-17
  1.4 氟碳树脂与纳米材料的结构及性能特点  17-19
    1.4.1 氟碳树脂的结构特点  17-18
    1.4.2 纳米材料的特性  18-19
  1.5 本课题主要的研究内容  19-20
第2章 实验部分  20-26
  2.1 主要试剂和仪器  20-21
    2.1.1 实验药品  20-21
    2.1.2 实验仪器及测试设备  21
  2.2 制备方法  21-24
    2.2.1 聚四氟乙烯分散工艺  21
    2.2.2 钛纳米鳞片制备工艺  21-22
    2.2.3 P-200 树脂的溶解工艺  22
    2.2.4 防腐涂料的制备工艺  22
    2.2.5 涂敷工艺  22-24
  2.3 测试与表征方法  24-26
    2.3.1 物理性能测试  24
    2.3.2 涂层耐腐蚀性能表征  24-25
    2.3.3 耐化学品性能  25-26
第3章 防腐涂料配方及工艺优化  26-49
  3.1 引言  26
  3.2 聚四氟乙烯粉体的选择  26
  3.3 粘结剂的选择  26-28
    3.3.1 P-200 树脂端基的不同对涂层性能的影响  27
    3.3.2 P-200 树脂分子量大小对涂层性能的影响  27-28
  3.4 溶剂的选择  28-29
  3.5 聚四氟乙烯含量的确定  29-34
    3.5.1 A系列样板的制备  29-30
    3.5.2 A系列涂层物理性能测试  30-31
    3.5.3 A系列涂层耐腐蚀性能表征  31-34
  3.6 钛纳米鳞片含量的确定  34-42
    3.6.1 B系列样板的制备  34
    3.6.2 B系列涂层物理性能测试  34-39
    3.6.3 B系列涂层耐腐蚀性能表征  39-42
  3.7 优化实验及结果  42-47
    3.7.1 优化实验样板的制备  42-44
    3.7.2 优化涂层基本性能测试  44
    3.7.3 优化涂层金相显微测试  44-45
    3.7.4 优化涂层耐腐蚀性能表征  45-47
  3.8 固化工艺  47-48
    3.8.1 干燥温度与干燥时间的确定  47-48
    3.8.2 固化温度与固化时间的确定  48
  3.9 本章小结  48-49
第4章 防腐涂料机理研究及动力学参数分析  49-61
  4.1 引言  49
  4.2 聚四氟乙烯作用机理  49-54
    4.2.1 聚四氟乙烯加入对性能的影响  49-52
    4.2.2 低表面能物质迁移原理  52-54
  4.3 钛纳米鳞片的作用机理  54-55
    4.3.1 涂层抗腐蚀性能提高  54
    4.3.2 涂层的附着力、机械性能提高  54-55
  4.4 动力学参数分析  55-58
    4.4.1 固化反应机理  55
    4.4.2 kissinger法  55-56
    4.4.3 FWO法  56-57
    4.4.4 Crane公式  57-58
  4.5 固化体系特征温度的确定  58-59
  4.6 本章小结  59-61
结论  61-62
参考文献  62-66
攻读学位期间发表的学术论文  66-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 涂料工业 > 专用漆料
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