多孔磷酸盐超疏水涂层的制备与性能研究
发布时间：2022-01-26 19:07
针对目前已有的大多数疏水涂层的长效服役性能较差的问题,本文研究了一种多孔无机磷酸盐涂层的制备工艺与性能,探讨了磷酸盐粘结剂的固化工艺以及碳化硅骨料含量、造孔剂种类与含量对磷酸盐涂层的形貌、硬度、涂层结合力、摩擦磨损性能的影响。并利用真空浸涂超疏水材料对多孔的磷酸盐涂层进行疏水改性成功制备了超疏水的多孔磷酸盐涂层,着重研究了其疏水性能、中性盐雾试验下的耐腐蚀性能与机理。研究结果表明,通过热分析结合X射线衍射分析（XRD）可以确定多孔磷酸盐涂层的最佳固化工艺为400℃之前缓慢升温,每30min升50℃,在150℃和200℃各保温1h,然后400℃保温2h,之后随炉冷却。选用3-10微米的聚苯乙烯微球作为造孔剂,与之相匹配的作为骨料的陶瓷颗粒粒径为0.5-1微米的碳化硅颗粒。制备的多孔磷酸盐涂层厚度在50-100μm之间,硬度50-600Hv之间,涂层硬度随着骨料含量的增高而增高,随着孔隙率的增高而降低。当碳化硅含量占粘结剂质量60%时涂层相对具有更好的摩擦磨损性能,该成分点的涂层表面均匀致密,与基体结合紧密,摩擦系数稳定在0.64附近,磨损量较小,随着造孔剂的加入,涂层机械强度与摩擦磨损性...
【文章来源】：上海交通大学上海市211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
杨氏表面张力分布及接触角示意图
图 1-2 液滴接触角在不同亲疏水性表面的示意图Fig.1-2 Schematic of contact angle (CA) for a water drop placed on surfaces of differenthydrophobicities杨氏静态接触角方程的成立条件是固体表面平滑、刚性、均匀、水平，然际生活中的材料表面不可能绝对光滑平整，必然会存在缺陷和瑕疵导致表面一定的粗糙度。而材料表面的粗糙度会影响液体的润湿行为[44]，目前有两种遍接受的模型能够在这样的现实基础上对杨氏静态接触角方程进行补充，36年提出的Wenzel模型[45]和1944年提出的Cassie-Baxter模型[46]。在粗糙表面
的模型能够在这样的现实基础上对杨氏静态接触角方程进行出的Wenzel模型[45]和1944年提出的Cassie-Baxter模型[46]。在粗杨氏接触角方程进行了修正，Wenzel方程如 所示，cosθW=r(γSV-γSL)/γLV=rcosθY粗糙表面的实际接触角，r为材料表面的粗糙度，是粗糙表面实的比值。由于实际物体表面的r>1，所以对于疏水表面(θY>90°)性越好，而对于亲水性表面(θY<90°)，粗糙度r越大亲水性越好。础上，Cassie与Baxter再次进行了补充与修正。与Wenzel所认为在粗糙表面与固体完全接触不同，他们认为在粗糙表面液滴部部分与粗糙表面的空隙接触，如图 所示。因此Cassie与Baxte触角方程如下：cosθCB=f1cosθ1＋f2cosθ2为粗糙表面的实际接触角，f1为固液界面占比 fSL，f2为气液界面界面处的接触角，θ2为气液界面处的接触角，f1＋f2=1，θ2=1程即可得到 Cassie-Baxter 方程：cosθCB=r(1－fLV)cosθY－fLV
【参考文献】：
期刊论文
[1]美军腐蚀防护与控制项目研究[J]. 牟子方,魏汝祥,袁昊劼,訾书宇. 情报杂志. 2017(05)
[2]含Zn-Al磷酸盐防腐蚀涂层的制备与腐蚀机理研究[J]. 潘儒杰,张平则,陈小虎,苏枫,戴宪军. 材料保护. 2017(03)
[3]掺杂纳米TiO2对水性铝基金属微粉涂层的影响[J]. 党建伟,王胜民,郭怀才,赵晓军,何明奕. 材料保护. 2017(02)
[4]硅溶胶改性磷酸盐无机涂料制备及其防腐性能研究[J]. 史述宾,戴雷,周楠,闵永安,余海斌. 腐蚀科学与防护技术. 2017(01)
[5]海洋腐蚀防护的现状与未来[J]. 侯保荣,张盾,王鹏. 中国科学院院刊. 2016(12)
[6]含铝磷酸盐防腐涂层的制备与性能[J]. 王云鹏,李淑琴,陈小虎,潘儒杰,张平则. 机械工程材料. 2016(10)
[7]氧化石墨烯对磷酸盐无机涂料防腐性能的影响[J]. 史述宾,戴雷,周楠,闵永安,余海斌. 涂料工业. 2016(09)
[8]MgO@SiO2固化无机磷酸盐防腐蚀涂层材料的制备与研究[J]. 徐三强,丁春华,汪国庆,姜宏,李江,汪培庆. 腐蚀与防护. 2015(10)
[9]以石墨为造孔剂制备堇青石多孔陶瓷材料[J]. 赵根发,白洋,乔利杰,黄妃慧. 耐火材料. 2014(04)
[10]PO43-对304不锈钢在氯离子水溶液中小孔腐蚀形核过程的影响[J]. 石慧英,唐聿明,左禹. 中国腐蚀与防护学报. 2013(01)
硕士论文
[1]高强钢表面水性无机磷酸盐防护涂料的制备与性能研究[D]. 王云鹏.南京航空航天大学 2016
[2]常温自固化无机磷酸盐防腐蚀涂层的制备及性能研究[D]. 徐三强.海南大学 2015
[3]水性磷酸盐系铝基金属微粉涂层制备与涂装工艺研究[D]. 郭怀才.昆明理工大学 2015
[4]无取向硅钢用磷酸盐系环保绝缘涂层材料的制备新工艺及其附着性和耐腐蚀性能的研究[D]. 代如梅.华东师范大学 2014
[5]无机磷酸盐涂料的研制与应用研究[D]. 袁小玲.哈尔滨工业大学 2014
[6]磷酸盐涂层材料的改性和应用研究[D]. 赵强.天津大学 2009
本文编号：3611019
【文章来源】：上海交通大学上海市211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
杨氏表面张力分布及接触角示意图
图 1-2 液滴接触角在不同亲疏水性表面的示意图Fig.1-2 Schematic of contact angle (CA) for a water drop placed on surfaces of differenthydrophobicities杨氏静态接触角方程的成立条件是固体表面平滑、刚性、均匀、水平，然际生活中的材料表面不可能绝对光滑平整，必然会存在缺陷和瑕疵导致表面一定的粗糙度。而材料表面的粗糙度会影响液体的润湿行为[44]，目前有两种遍接受的模型能够在这样的现实基础上对杨氏静态接触角方程进行补充，36年提出的Wenzel模型[45]和1944年提出的Cassie-Baxter模型[46]。在粗糙表面
的模型能够在这样的现实基础上对杨氏静态接触角方程进行出的Wenzel模型[45]和1944年提出的Cassie-Baxter模型[46]。在粗杨氏接触角方程进行了修正，Wenzel方程如 所示，cosθW=r(γSV-γSL)/γLV=rcosθY粗糙表面的实际接触角，r为材料表面的粗糙度，是粗糙表面实的比值。由于实际物体表面的r>1，所以对于疏水表面(θY>90°)性越好，而对于亲水性表面(θY<90°)，粗糙度r越大亲水性越好。础上，Cassie与Baxter再次进行了补充与修正。与Wenzel所认为在粗糙表面与固体完全接触不同，他们认为在粗糙表面液滴部部分与粗糙表面的空隙接触，如图 所示。因此Cassie与Baxte触角方程如下：cosθCB=f1cosθ1＋f2cosθ2为粗糙表面的实际接触角，f1为固液界面占比 fSL，f2为气液界面界面处的接触角，θ2为气液界面处的接触角，f1＋f2=1，θ2=1程即可得到 Cassie-Baxter 方程：cosθCB=r(1－fLV)cosθY－fLV
【参考文献】：
期刊论文
[1]美军腐蚀防护与控制项目研究[J]. 牟子方,魏汝祥,袁昊劼,訾书宇. 情报杂志. 2017(05)
[2]含Zn-Al磷酸盐防腐蚀涂层的制备与腐蚀机理研究[J]. 潘儒杰,张平则,陈小虎,苏枫,戴宪军. 材料保护. 2017(03)
[3]掺杂纳米TiO2对水性铝基金属微粉涂层的影响[J]. 党建伟,王胜民,郭怀才,赵晓军,何明奕. 材料保护. 2017(02)
[4]硅溶胶改性磷酸盐无机涂料制备及其防腐性能研究[J]. 史述宾,戴雷,周楠,闵永安,余海斌. 腐蚀科学与防护技术. 2017(01)
[5]海洋腐蚀防护的现状与未来[J]. 侯保荣,张盾,王鹏. 中国科学院院刊. 2016(12)
[6]含铝磷酸盐防腐涂层的制备与性能[J]. 王云鹏,李淑琴,陈小虎,潘儒杰,张平则. 机械工程材料. 2016(10)
[7]氧化石墨烯对磷酸盐无机涂料防腐性能的影响[J]. 史述宾,戴雷,周楠,闵永安,余海斌. 涂料工业. 2016(09)
[8]MgO@SiO2固化无机磷酸盐防腐蚀涂层材料的制备与研究[J]. 徐三强,丁春华,汪国庆,姜宏,李江,汪培庆. 腐蚀与防护. 2015(10)
[9]以石墨为造孔剂制备堇青石多孔陶瓷材料[J]. 赵根发,白洋,乔利杰,黄妃慧. 耐火材料. 2014(04)
[10]PO43-对304不锈钢在氯离子水溶液中小孔腐蚀形核过程的影响[J]. 石慧英,唐聿明,左禹. 中国腐蚀与防护学报. 2013(01)
硕士论文
[1]高强钢表面水性无机磷酸盐防护涂料的制备与性能研究[D]. 王云鹏.南京航空航天大学 2016
[2]常温自固化无机磷酸盐防腐蚀涂层的制备及性能研究[D]. 徐三强.海南大学 2015
[3]水性磷酸盐系铝基金属微粉涂层制备与涂装工艺研究[D]. 郭怀才.昆明理工大学 2015
[4]无取向硅钢用磷酸盐系环保绝缘涂层材料的制备新工艺及其附着性和耐腐蚀性能的研究[D]. 代如梅.华东师范大学 2014
[5]无机磷酸盐涂料的研制与应用研究[D]. 袁小玲.哈尔滨工业大学 2014
[6]磷酸盐涂层材料的改性和应用研究[D]. 赵强.天津大学 2009
本文编号：3611019
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