论文部分内容阅读
金属腐蚀引起金属建筑构架的损毁,由此造成的事故和经济损失不可估量,在金属表面涂覆防腐涂料是抑制金属腐蚀最有效、最方便的方法之一,富锌防腐涂料由于其独特的防腐机理成为应用最广的防腐涂料。然而传统溶剂型富锌涂料锌粉用量多时才能发挥作用,这样的涂料,锌粉和挥发性有机溶剂含量大,易对涂覆涂料周围环境造成污染,给操作人员健康造成危害,所以,开发高效、环保型抗金属腐蚀涂料,是防腐涂料发展的基本趋势。本文以硅烷偶联剂/环氧改性水性丙烯酸酯乳液为基料,不含有机溶剂,以聚苯胺/氧化石墨烯导电复合材料为防腐填料替代部分锌粉,以提高防腐效率同时降低锌粉含量,研发了一种环保水性高效富锌防腐涂料,对涂料的附着力、强度、耐盐水性、耐盐雾性和电化学性能等进行了研究,同时探讨了相应的防腐机理。采用种子乳液聚合工艺,使用硅烷偶联剂KH-570和环氧树脂作为改性剂,以提高丙烯酸酯乳液的交联度,改善其耐水性、耐盐水性和耐盐雾性等性能,制备了硅烷偶联剂/环氧改性水性丙烯酸酯乳液。研究了乳化剂含量、催化剂浓度、原料配比、反应条件、固化条件等对水性乳液性能的影响,探索了适宜的聚合工艺条件为:乳化剂OP-10与SLS质量之比为3:1;乳化剂用量为4.76%;环氧树脂用量为30%;引发剂用量为1.85%;硅烷偶联剂用量为4.32%;水性乳液和固化剂比例为100:1;固化条件为120℃;固化时间5 h,制得的硅烷偶联剂/环氧改性水性丙烯酸酯乳液性能达到了HG/T 4842-2015《建筑涂料用弹性乳液》规定的标准。通过原位聚合法制备了聚苯胺(PANI)/氧化石墨烯(GO)防腐导电复合填料。用SEM、XRD和FTIR等技术研究了复合材料的结构物性,同时摸索了GO的含量对聚苯胺/氧化石墨烯复合材料(PAGO)分散性和电导率的影响,以及对前期合成的水性乳液的硬度、吸水率、附着力的影响。球状的PANI负载在GO的表面和片层间,PANI与GO产生了有效复合;复合材料导电性和水分散性良好,与硅烷偶联剂/环氧改性水性丙烯酸酯乳液之间具有良好的相容性,PAGO改善了涂膜硬度和附着力,降低了吸水率,为PAGO复合材料在水性富锌涂料的应用打下了良好基础。为了制备高效PANI/GO改性环氧丙烯酸富锌防腐涂料,实验以硅烷偶联剂/环氧改性水性丙烯酸酯乳液为基料,以PAGO导电复合材料为防腐填料替代锌粉,制备了改性富锌涂料,应用开路电位、极化曲线、交流阻抗和盐雾试验等技术对比了PAGO改性前后富锌防腐涂料的防腐性能。PAGO有效提升了富锌涂料的防腐性能,其中的防腐机理为:PAGO导电性好,加入富锌涂层后提高了成膜物质的导电性,增加了锌粉的利用率;PAGO复合材料的片层结构延长了氧气和水腐蚀介质的浸润路径,增强了涂层屏蔽能力。研究中用硅烷偶联剂/环氧改性水性丙烯酸酯乳液和聚苯胺/氧化石墨烯导电复合材料制备的改性水性富锌涂料,具有防腐效率高、无挥发性有机溶剂、锌粉含量低的优点,可以满足实际防腐涂料的需求。