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在金属表面涂覆涂层是防止金属腐蚀最实用的方法之一。硅钢具有优良的电磁性能,广泛用作旋转机器和静电机器的铁芯材料,是一种节能的金属材料;丙烯酸树脂涂层对硅钢具有很好的防护作用,具有优异的耐光性、耐候性、较好的耐酸、碱、盐、油脂、洗涤剂等优点。因此,研究丙烯酸树脂涂层来提高硅钢的防腐性能是一大热点。
本论文选用了不同的方法制备了四种丙烯酸树脂涂层,选用丙烯酸树脂为成膜物质、氨基树脂为固化剂、乙醇为溶剂、并选用碳酸钙与高岭土作为体质颜料和硅烷偶联剂配制成涂层液,使用玻璃涂布棒将涂层液涂覆在硅钢片上,自然风干1h,放于马弗炉300℃干燥90s左右,放于烘箱中150℃恒温6h制成涂层。采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱法研究了硅钢丙烯酸树脂涂层电极在中性介质中的腐蚀情况,并采用SEM法研究了在3.5%NaCl溶液中浸泡前后涂层膜与硅钢片的表面形貌。
动电位极化曲线结果表明,丙烯酸树脂清漆(AER)涂层、丙烯酸氨基树脂(AAER)涂层、加入碳酸钙的丙烯酸氨基树脂(AACR)涂层和加入高岭土的丙烯酸氨基树脂(AAKR)涂层的腐蚀电位均出现了正移,腐蚀电流均明显下降,其中AAKR涂层的保护效率最高,达到90%以上;浸泡一开始,涂层的防腐性能顺序为:AAER>AAKR>AER>AACR。
电化学阻抗谱分析表明,随着浸泡时间的延长,四种丙烯酸树脂涂层的腐蚀电位、电荷转移电阻和涂层电阻均一直在减小,而双电层电容和涂层电容的变化差异较大;AAER涂层的防腐性能优于AER涂层,AAKR涂层的防腐性能比AACR涂层的好;浸泡一开始时两种加入体质颜料没有改善丙烯酸氨基树脂涂层防腐性能,但随着浸泡时间的延长,加入颜料后逐渐改善了涂层的防腐性能,并且使得涂层的防腐性能变得稳定。
lnC-t1/2线性分析表明,在浸泡6h到192h期间,水在AAER涂层中的传输符合Fick第二扩散定律;在浸泡6h到216h期间,水在AACR涂层和AAKR涂层中传输也均符合Fick第二扩散定律。
SEM分析表明,四种丙烯酸树脂都能在硅钢片的表面形成一层致密的保护涂层;四种丙烯酸树脂涂层均能对硅钢起到很好的防腐和保护作用。