磷酸盐无机防腐涂层的性能及其机理研究

发布时间：2020-08-21 01:05

【摘要】：磷酸盐类无机涂料具有优异的耐高温性能、防腐性能、金属附着力、较高的粘结强度以及较好的耐水性,而且磷酸盐无机涂料的制造成本低、污染少。磷酸盐无机涂料的主要组成为磷酸盐胶粘剂、固化剂及填料。磷酸盐胶粘剂种类繁多,其中应用最为广泛的磷酸盐基体是磷酸二氢铝,而目前制备的磷酸盐无机涂料都需要在一定高温下合成,耗能且操作繁琐。除此之外,磷酸盐的反应机理尚不明确。为了对磷酸盐涂料的研究进一步深入,本课题以改善磷酸盐防腐涂料的常温固化性能为目标,采用磷酸二氢铝溶液作为基体,氧化镁、氢氧化铝和二氧化硅作为填料。结合多种宏观测试和微观检测手段,对磷酸盐无机防腐涂料的主要性能和应用展开了研究,主要研究内容和取得的成果主要包括如下内容:(1)磷酸盐无机防腐涂料的最佳配合比研究。以磷酸二氢铝溶液、氢氧化铝、二氧化硅、氧化镁的质量分数作为控制参数,以磷酸盐无机防腐涂层的力学性能、凝结时间作为衡量指标,通过正交试验最终制备出了性能优良的磷酸盐无机防腐涂料。具体最佳配合比为:磷酸二氢铝溶液的质量分数为59%,氢氧化铝质量分数为21%,氧化镁质量分数为6%,二氧化硅质量分数为15%;(2)磷酸盐无机防腐涂料的影响因素及微观研究。选取具有最优配合比的磷酸盐无机防腐涂料组份作深入研究,采用XRD、FTIR、SEM等对磷酸盐无机防腐涂料的微观结构进行观察,并讨论磷酸盐无机防腐涂料的固化成膜机理。结果表明磷酸盐无机防腐涂料的固化由于镁砂的掺入缩短了凝结时间,与磷酸盐溶液反应生成了MgHPO_4·3H_2O,该种晶体的生成改善了材料微观结构;(3)硅溶胶改善磷酸盐无机防腐涂料的微观分析。采用不同配合比制备硅溶胶改性磷酸盐无机防腐涂料,将该材料进行XRD、SEM、FTIR、水化热分析测试。结果表明硅溶胶的加入能够改善磷酸盐无机防腐涂料的内部结构,使得到的晶体更加致密完整,与此同时,还降低了放热速率,减小放热总量,这有利于晶体的形成和生长;(4)硅溶胶改性磷酸盐无机防腐涂料的抗腐蚀性能研究。采用不同配合比制备硅溶胶改性磷酸盐无机防腐涂料,将该材料应用于A3钢板上进行防腐蚀实验。结果表明硅溶胶改性磷酸盐防腐涂料历经中性盐雾试验720h后依旧有效,达到了防腐目的。当该涂层经历30d酸碱浸泡实验后,在不同的酸碱溶液中的防腐蚀效果不同,在pH介于5-10之间的防护效果最佳。除了物理防护该涂层还存在电化学保护作用。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ637;TG174.45

【参考文献】