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环氧树脂/金属基体、环氧树脂/颜填料界面改性研究

作　者: 赵丹
导　师: 邵亚薇
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 材料学
关键词: 防腐涂层 界面 改性处理 附着力 吸水率
分类号: TQ630.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


环氧涂层具有优异的防腐性能,是防腐涂层的主要品种。但现有环氧涂层对金属基材的附着力不大,涂层本体的缺陷较多,制约了环氧树脂基防腐涂层在深海、压力交变等环境中的应用。上述问题主要源于环氧树脂/金属基体间界面作用力低、颜填料与环氧树脂相溶性不理想等问题。本文针对这些问题,分别探讨了对环氧树脂接枝活性基团,使之与金属表面发生适量的化学键合,来提高环氧涂层的性能；以及对颜填料进行接枝改性来提高涂层性能的可靠性。以环氧树脂E44为研究对象,制备了酒石酸接枝改性的环氧树脂,改性树脂同时具有环氧基官能团和羧酸官能团,涂覆在高强钢表面,可与高强钢发生化学键合。120℃处理后在金属表面成膜更为致密。拉伸试验证实经酒石酸改性的环氧树脂涂层在高强钢表面的附着力从5.75 MPa提高到9.78 MPa,提升幅度为70%。涂层的断裂形式由界面断裂变为本体断裂。以环氧树脂E51为研究对象,制备了同时具有环氧基官能团和烷氧基硅官能团的烷氧基硅改性环氧树脂,SEM和FTIR证实可以通过调整高强钢在烷氧基硅改性环氧树脂水解溶液中的浸泡时间来控制改性环氧树脂分子在高强钢表面的定向排列和富集程度,同时提高改性环氧涂层在高强钢表面的附着力,从5.75 Mpa提高到10.12 MPa,提升幅度为76%。利用在云母氧化铁上接枝环氧树脂E44制备出了含有环氧基团的改性云母氧化铁,涂层截面的扫描电镜结果证实改性处理后的云母氧化铁在环氧涂层中分散更均匀,且更趋向于平行、层叠排列。同时改性云母氧化铁的添加有助于降低涂层的吸水率,添加量为5%时涂层的吸水率降低最为显著。在玻璃鳞片上接枝环氧树脂E44制备出了含有环氧基团的改性玻璃鳞片,相对于未改性的玻璃鳞片,改性玻璃鳞片更为集中紧凑地排列在金属表面；在浸泡初期,对玻璃鳞片改性可以降低涂层吸水率。

全文目录


摘要  5-6ABSTRACT  6-11第1章 绪论  11-25  1.1 环氧树脂的特点  11-15    1.1.1 环氧树脂的定义和分类  11-12    1.1.2 环氧树脂的基本性能  12-13    1.1.3 环氧树脂的固化反应和环氧基的反应  13-14    1.1.4 固化物的性能特点及应用特性  14-15  1.2 涂层的防护机制  15-16  1.3 界面化学键合对涂层失效的影响  16-18    1.3.1 有机涂层的失效形式  16    1.3.2 附着力与涂层的关系  16-17    1.3.3 化学键理论  17-18  1.4 附着力的机理及测定方法  18-21    1.4.1 附着力定义  18    1.4.2 附着力机理  18-20    1.4.3 附着力的测定方法  20-21  1.5 涂料中的颜料  21-23    1.5.1 颜料的作用  21-22    1.5.2 颜料的主要性质  22-23    1.5.3 颜料的主要品种  23  1.6 本课题的研究目的和主要内容  23-25第2章 实验方法  25-28  2.1 实验材料  25-26  2.2 实验仪器  26  2.3 测试方法  26-28第3章 酒石酸改性环氧树脂的制备及性能分析  28-39  3.1 引言  28-30  3.2 环氧树脂改性  30-32  3.3 样品的制备  32-33    3.3.1 改性环氧树脂薄膜的制备  32-33    3.3.2 环氧涂层的制备  33  3.4 实验结果与讨论  33-38    3.4.1 改性环氧树脂红外光谱图  33-34    3.4.2 改性环氧树脂在高强钢钢试片表面的结合状态  34-36    3.4.3 涂层与高强钢试片的附着力  36-38  3.5 本章小结  38-39第4章 烷氧基硅改性环氧树脂的制备及性能分析  39-47  4.1 引言  39-40  4.2 环氧树脂改性  40-41  4.3 样品的制备  41-42    4.3.1 改性环氧树脂薄膜的制备  41    4.3.2 环氧涂层的制备  41-42  4.4 实验结果与讨论  42-46    4.4.1 改性环氧树脂红外光谱  42-43    4.4.2 改性环氧树脂在高强钢试片表面的结合状态  43-45    4.4.3 涂层与高强钢试片的附着力  45-46  4.5 本章小结  46-47第5章 云母氧化铁改性对环氧涂层性能的影响  47-58  5.1 引言  47  5.2 云母氧化铁改性  47  5.3 涂料的配制及涂装  47-48  5.4 实验结果与讨论  48-57    5.4.1 红外光谱图  48-49    5.4.2 SEM表征  49-52    5.4.3 吸水率  52-57  5.5 本章小结  57-58第6章 玻璃鳞片改性对环氧涂层性能的影响  58-67  6.1 引言  58-59  6.2 玻璃鳞片改性  59  6.3 涂料的配制及涂装  59-60  6.4 实验结果与讨论  60-66    6.4.1 红外光谱图  60-61    6.4.2 SEM表征  61-63    6.4.3 吸水率  63-66  6.6 本章小结  66-67结论  67-68参考文献  68-73攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  73-74致谢  74

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 涂料工业 > 一般性问题 > 基础理论
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