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不同颜基比的防锈颜料对含纳米氧化物的水性环氧涂层耐蚀性能的影响

不同颜基比的防锈颜料对含纳米氧化物的水性环氧涂层耐蚀性能的影...

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作者：徐威北京化工大学

学位级别：硕士

水性涂层由于其环境友好性近年间得到越来越广泛的应用,但与溶剂型涂层相比,水性涂层的耐蚀性有待进一步提高。本文通过极化曲线和电化学测试、Machu试验、红外光谱及SEM测试等手段研究了在含有3%纳米氧化物的水性环氧涂层中加入不同颜... 详细信息

水性涂层由于其环境友好性近年间得到越来越广泛的应用,但与溶剂型涂层相比,水性涂层的耐蚀性有待进一步提高。本文通过极化曲线和电化学测试、Machu试验、红外光谱及SEM测试等手段研究了在含有3%纳米氧化物的水性环氧涂层中加入不同颜基比的铁红颜料和磷酸锌颜料后对涂层耐蚀性的影响。得到主要结果如下:(1)分别用铁红防锈颜料与磷酸锌防锈颜料对含有纳米氧化物的水性环氧涂层的耐蚀性进行改性,结果表明在含有纳米氧化物的水性环氧涂层中加入不同颜基比(0.8、1、1.2)的铁红防锈颜料或磷酸锌防锈颜料后都能大幅提升涂层的耐蚀性能。(2)对几种涂层耐蚀性差异的机理进行研究,发现不含防锈颜料的水性涂层在溶液中浸泡几十天后防护作用就明显降低,而含有防锈颜料的水性涂层浸泡几百天后仍然保持着良好的耐蚀性能。通过阻抗模拟以及SEM测试分析可以知道在浸泡后期铁红颜料中氧化铝对腐蚀产物的高屏蔽性以及磷酸锌颜料中磷酸锌与腐蚀产物络合形成复杂物质堆积在涂层-基体之间堵塞腐蚀通道是两种涂层能够继续保持良好耐蚀性的主要原因。(3)当颜基比为1时,含有铁红和磷酸锌防锈颜料涂层的耐蚀性能最佳,其原因可能与水性环氧涂层的固化有关。颜基比低于1时,随颜基比升高,防锈颜料的防护效果增大;但若防锈颜料添加过多(颜基比超过1),大量的颜料粒子就会存在于环氧乳胶粒子之间的缝隙中,使得固化剂与环氧粒子更难接触,导致环氧涂层交联度的下降。因此当颜基比为1时涂层的耐蚀性能发挥最出色。(4)颜基比为1的含磷酸锌颜料的涂层比颜基比为1的含铁红颜料的涂层耐蚀性要好。原因可能有两方面:一是铁红颜料在涂层中以球状形式存在,而磷酸锌颜料是以片状形式存在,一般情况下片状物质的屏蔽性能要比球状物质好;其次是两种颜料的作用原理不同,铁红颜料主要是对基体进行屏蔽、对腐蚀产物分割包围,而磷酸锌颜料除此之外还能与腐蚀产物络合形成复杂的难溶物质堵塞腐蚀通道。(5)颜基比为1的含有等质量铁红与磷酸锌混合颜料的涂层其耐蚀性比不含防锈颜料的水性涂层也有大幅提高;但是与颜基比为1的铁红颜料和颜基比为1的磷酸锌颜料涂层相比,在耐蚀性方面大体相当,并没有进一步明显的提升。(6)将普通溶剂型的环氧涂层与所测试的几种水性环氧涂层在耐蚀性方面进行对比,发现溶剂型涂层的耐蚀性优于不含防锈颜料涂层的耐蚀性;然而在水性环氧涂层中加入防锈颜料后其耐蚀性大幅提高,比普通溶剂型涂层更加优异,这也为水性涂层的进一步推广应用提供了基础。

关键词：水性环氧涂层铁红颜料磷酸锌颜料交流阻抗颜基比耐蚀性能

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