聚氨酯涂层在海水中的穴蚀行为

发布时间：2017-04-29 13:03

  本文关键词：聚氨酯涂层在海水中的穴蚀行为，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文针对船舶螺旋桨在海洋中的损坏问题,尤其是穴蚀破坏方面,研究了水性聚氨酯涂层在海水中的穴蚀行为,为研制水性聚氨酯防护涂层提供了科学基础,对于提高船舶螺旋桨的耐穴蚀性能有积极的意义。本文通过设计水性聚氨酯涂层的硬段含量、软段的交联以及粉体添加量的方法制备了水性聚氨酯乳液及涂层。研究了涂层的力学性能(邵氏硬度、拉伸性能、耐冲击性能以及耐磨蚀性能等)以及涂层经过海水浸泡前后的结构(红外光谱、差热分析、接触角、吸水率和溶解率等)上的差别,着重研究了涂层在海水中的耐穴蚀性能,通过穴蚀温度、涂层厚度、硬段含量、交联、粉体含量等变量研究了涂层在海水中的耐穴蚀能力,通过穴蚀时间、质量损失以及表面形貌表征了其能力的高低。研究表明：涂层硬段含量越高,耐穴蚀性能越差,穴蚀破坏时间越短；穴蚀温度越高,涂层的耐穴蚀能力越差；涂层厚度越高,耐穴蚀破坏能力越强；交联越大,涂层的耐穴蚀能力越差；粉体含量增加,涂层强度增加,耐穴蚀破坏能力降低；对基材不加涂层保护时的穴蚀时间仅为3h,加上涂层防护时大大延缓了穴蚀作用。综合研究结果可知,硬段含量为30%或交联(n220/n330比值)为13时的水性聚氨酯涂层具有良好的乳液稳定性,拉伸强度(10.77MPa)较高且断裂延伸率(1090%)也较高,以及具有良好的弹性回复率(99.16%),当不添加粉体时,涂层具有更为优良的耐穴蚀性能以及耐磨蚀能力。
【关键词】：水性聚氨酯 硬段含量 穴蚀性能 磨蚀性能
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.46;TG172.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 研究背景10-14
• 1.2 聚氨酯14-17
• 1.2.1 异氰酸根(-NCO)的反应14-15
• 1.2.2 二元醇及多元醇15-16
• 1.2.3 多异氰酸酯16
• 1.2.4 扩链剂16-17
• 1.2.5 催化剂17
• 1.3 聚氨酯涂层17-20
• 1.3.1 硬段17-18
• 1.3.2 软段18-19
• 1.3.3 氢键作用19
• 1.3.4 交联19-20
• 1.3.5 硬段含量20
• 1.4 聚氨酯涂层的性能20-22
• 1.4.1 力学性能20-21
• 1.4.2 耐磨蚀性能21
• 1.4.3 耐穴蚀性能21-22
• 1.5 本课题的研究意义及主要内容22-24
• 1.5.1 研究目的与意义22-23
• 1.5.2 主要研究内容23-24
• 第2章 实验方法24-36
• 2.1 实验仪器与试剂24-26
• 2.2 水性聚氨酯的制备26-28
• 2.3 涂料制备28-29
• 2.4 测试与表征29-36
• 2.4.1 乳液性能29-30
• 2.4.2 吸水率与溶解率30-31
• 2.4.3 接触角和表面能31
• 2.4.4 红外光谱测试31
• 2.4.5 拉伸性能31-32
• 2.4.6 弹性回复率32
• 2.4.7 邵氏硬度32
• 2.4.8 耐腐蚀性能32
• 2.4.9 涂料涂层的基本性能32-34
• 2.4.10 耐磨蚀性能34-35
• 2.4.11 耐穴蚀性能35-36
• 第3章 结果与讨论36-67
• 3.1 乳液性能36-39
• 3.2 结构的变化39-48
• 3.2.1 红外光谱(FTIR)分析39-43
• 3.2.2 吸水率和溶解率43-45
• 3.2.3 接触角和表面能45-46
• 3.2.4 涂料基本参数46-48
• 3.3 力学性能的变化48-56
• 3.3.1 拉伸性能分析48-51
• 3.3.2 弹性回复率分析51-53
• 3.3.3 邵氏硬度分析53-54
• 3.3.4 耐腐蚀性分析54-56
• 3.3.5 涂料基本力学性能56
• 3.4 耐磨蚀性研究56-60
• 3.5 穴蚀行为影响因素60-67
• 3.5.1 硬段含量的影响60-63
• 3.5.2 n220/n330比值的影响63
• 3.5.3 穴蚀温度的影响63-65
• 3.5.4 粉体含量的影响65
• 3.5.5 涂层厚度的影响65-67
• 结论67-68
• 参考文献68-72
• 致谢72

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