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随着人类文明的进步和科技日新月异的发展,人们对江河湖海等地表水资源的利用愈加广泛。地表水源泵作为一种有效利用可再生能源和低品位热能的技术,在环境和能源问题的推动下得到飞快的发展与运用。但同地表水长时间接触的地表水源热泵换热器管道表面会被地表水严重腐蚀,缩短其使用寿命。腐蚀破坏大多是由水垢沉积、水体锈蚀、微生物繁殖等多种复杂因素共同造成的。管道腐蚀是目前许多国家都面临并急需解决的重大问题之一,为此人们广泛采取涂层这一行之有效的保护措施,如环氧树脂涂层。环氧树脂对化学介质的稳定性较好,填料在其中分散性好,且可与各类助剂有较好的互溶性,是目前防腐蚀领域应用最多的成膜物质。但是,环氧树脂防腐性能仍有较大提升空间,疏水性能差,在镀锌板上的附着力一般,耐冲击性能较差,从而影响其在水体中的耐腐蚀性及其对水中管道的防护效果。可以通过添加合适的填料对环氧树脂各方面性能加以改善,提高其防腐、防污等性能。本实验先利用硅烷偶联剂KH560改性Ce O2,用FESEM研究了KH560改性前后Ce O2的形貌变化和其在环氧树脂中的分散情况,并用紫外漫反射光谱和拉曼光谱等试验探索改性前后Ce O2对提高环氧树脂防腐性能的作用机理。本实验选用改性后Ce O2和Si O2作为涂料的填料,利用化学改性、超声波和高速机械搅拌等方式将两种填料均匀地分散到环氧树脂中,并通过响应面法—中心复合试验设计确定了固体填料在涂料中的添加量,制备出一种防腐防污涂料;对涂层硬度、附着力、耐冲击性等基本性能进行测试,利用交流阻抗研究涂层的耐蚀性能,利用接触角测量仪测试涂层的疏水性及表面能,研究涂层的防污性能。实验结果表明,表面改性的Ce O2在环氧树脂基体中具有更好的分散性;所制备的改性后Ce O2/环氧树脂复合涂层对镀锌板附着力达到1级;电化学防腐性能测试实验中其在3.5wt%Na Cl溶液中浸泡30 min阻抗值在109Ω·cm2以上,浸泡7 d阻抗值基本保持在107Ω·cm2左右,高于未改性的Ce O2制备的复合材料和普通环氧树脂材料。改性后Ce O2和Si O2添加到环氧树脂中制备的稀土防腐防污涂层的最优配方为:E44环氧树脂70 g,改性后Ce O22.5 g,Si O214 g,固化剂42 g。此时,涂层硬度2 H,附着力1级,耐冲击强度50 kg·cm;在3.5wt%Na Cl溶液中浸泡10天,涂层的电阻仍在108Ω·cm2以上,防腐蚀性能优异;涂层与水接触角在90°以上,表现出较好的疏水性能,涂层防污性能提升明显。