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离子交换型防腐颜料的制备工艺研究

作　者: 乔琳庆
导　师: 侯翠红
学　校: 郑州大学
专　业: 化学工艺
关键词: 离子交换防腐颜料钙离子硅胶铝硅酸盐制备性能检测
分类号: TQ628.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 21次
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内容摘要

传统防腐颜料不仅含有大量有机溶剂,而且还含有许多有毒物质,对环境造成了极大污染。世界各国正努力进行对环境友好型防腐颜料的开发,并对其作用机理进行研究；同时人们也开发出了越来越多的低毒或无毒长效防腐颜料。离子交换型无毒防腐颜料就是在这样的情况下应运而生,它具有无毒、不含重金属、防锈性能优异、协同效应好、适用性广、过程无污染、生产设备简单等优点。本文在陈述防腐颜料的国内外研究现状,防腐颜料的防腐原理等基础上,研究了钙离子交换型防腐颜料的制备工艺,并研究了该颜料在涂料中的应用性能。1.以铝硅酸盐和硅胶为原料制备两种离子交换型防腐颜料,分别介绍了铝硅酸盐、硅胶的结构与性能,着重分析了两种原料在离子交换、物理化学吸附方面的优异性能。2.阐述了离子交换型防腐颜料的防腐原理和保护钢铁的机理,本课题研究了两种离子交换型防腐颜料的合成原理及其操作步骤。分别以硅胶和铝硅酸盐为原料,以钙离子交换量作为考核指标,研究了钙离子源、反应时间、煮沸时间、原料种类等因素的影响,采用单因素实验和正交试验的方法,确定了制备两种防腐颜料的优化工艺条件。3.采用XRD、激光粒度分析、吸油量测定等对离子交换型防腐颜料的结构、性能进行了实验测定；检验其在涂料中的防腐效果。将制备的两种钙离子交换颜料配制成醇酸树脂涂料,涂覆在普通薄钢板上,进行耐盐水试验,在3%的NaCl溶液中检测该涂料的防腐性能。结果表明,通过本实验制得的离子交换型防腐颜料达到了ZBG51006-87 C53-31红丹醇酸防锈漆标准的各项要求,其耐盐水试验可达到144h,远高于国家标准的96h。同时发现,制备得到的两种不同载体的颜料在吸油量、防腐性能上存在一定的差异。4.通过两种离子交换型颜料的合成原理及其制备步骤,根据钙离子的化学特性和颜料在金属表面电化学作用为基础,进一步探讨了该类颜料的保护机理和防腐蚀原理。此类颜料的防护作用主要是因为在漆膜和被保护基材中间形成一层致密的保护膜,使基材与外部环境相隔离。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-11
1 绪论  11-20
  1.1 选题背景  11
  1.2 防腐颜料的研究现状  11-15
    1.2.1 磷酸盐防锈颜料  12-13
    1.2.2 三聚磷酸铝  13-14
    1.2.3 金属粉末材料  14
    1.2.4 合成云母氧化铁  14-15
  1.3 离子交换型颜料发展和研究意义  15-18
    1.3.1 离子交换颜料的国内外研究现状  15-17
    1.3.2 离子交换颜料研究的意义  17-18
  1.4 离子交换型防腐颜料的特点  18-19
  1.5 论文的主要工作内容  19-20
2 离子交换型防腐颜料的合成与测定  20-28
  2.1 离子交换型防腐颜料的合成原理  20-23
    2.1.1 钙离子交换硅胶的合成原理  20-21
    2.1.2 钙离子交换铝硅酸盐反应原理  21-23
  2.2 颜料的合成工艺  23-25
    2.2.1 钙离子交换硅胶的合成  23
    2.2.2 钙离子交换铝硅酸盐的合成  23-25
  2.3 钙离子交换量的测定  25-27
    2.3.1 EDTA络合滴定法  25-26
    2.3.2 酸化时间的影响  26-27
  2.4 本章小结  27-28
3 制备钙离子交换型防腐颜料最佳工艺条件的确定  28-40
  3.1 实验原料及仪器  28-29
    3.1.1 实验原料  28
    3.1.2 实验仪器  28-29
  3.2. 钙离子交换硅胶防腐颜料各种影响因素的影响分析  29-35
    3.2.1 搅拌时间的影响  29-30
    3.2.2 静置时间的影响  30-31
    3.2.3 碱度条件的影响  31-32
    3.2.4 硅胶种类和颗粒大小的影响  32-33
    3.2.5 硝酸钙的影响  33-34
    3.2.6 重复实验  34
    3.2.7 钙交换硅胶反应母液的循环利用  34-35
  3.3 钙交换铝硅酸盐的合成工艺及各种影响因素的影响分析  35-39
    3.3.1 单因素实验  35-36
    3.3.2 正交试验  36-39
  3.4 本章小结  39-40
4 产品性能结构分析  40-47
  4.1 XRD衍射结构分析  40-42
  4.2 粒度检测  42-44
  4.3 吸油量(OA)  44-45
    4.3.1 试剂及仪器  44
    4.3.2 取样  44
    4.3.3 测定步骤  44
    4.3.4 计算  44-45
  4.4 堆密度  45-46
  4.5 本章小结  46-47
5 防腐颜料性能检测  47-52
  5.1 防腐颜料的制备及样板制作  47
    5.1.1 制备原料  47
    5.1.2 制备步骤  47
    5.1.3 样板的制作  47
  5.2 防腐颜料性能检测  47-50
    5.2.1 耐盐水试验  47-48
    5.2.2 密度  48-49
    5.2.3 粘度  49
    5.2.4 固体份含量  49-50
    5.2.5 细度  50
  5.3 本章小结  50-52
6 防腐机理推导  52-54
7 结论  54-56
参考文献  56-59
个人简历及攻读硕士学位期间发表的学术论文  59-60
致谢  60

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