改性纳米粒子掺杂环氧树脂涂层的制备及性能研究

发布时间：2022-02-26 07:11

　　在钢体表面制备防腐耐磨的复合涂层,是解决极端工况下机械设备早期失效问题的一条重要途径。环氧树脂因其稳定的理化性质、较低的固化收缩率、较高的拉伸和弯曲强度以及优异的粘附性能,被广泛的应用于涂层制备领域。然而,传统的环氧树脂涂层存在韧性差、耐磨性低以及摩擦系数高等缺点,不能满足现代科技发展的需要。因此,针对传统环氧树脂涂层存在的不足,本文运用纳米粒子改性技术,对传统环氧树脂涂层进行改性,达到提高环氧树脂涂层防腐耐磨综合性能的目的。本文首先针对传统环氧树脂涂层摩擦系数高的缺点,选择PTFE作为改性环氧树脂的添加粒子,制备了环氧树脂-PTFE复合涂层。探究了PTFE含量对涂层性能的影响,性能测试结果表明,当PTFE的添加量为15wt%时,PTFE会提高涂层的耐腐蚀性及降低涂层摩擦系数,但却会降低涂层的硬度。针对PTFE导致涂层硬度降低的问题,选用TiO₂对环氧树脂-PTFE涂层进行掺杂改性。选用硅烷偶联剂KH570对TiO₂进行改性处理,解决其难以分散的问题。分别将改性前后的TiO₂加入到环氧树脂-PTFE（15wt%）涂层中,... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省211工程院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 环氧树脂的研究现状
    1.3 纳米粒子改性环氧树脂的研究现状
        1.3.1 PTFE改性环氧树脂的研究现状
        1.3.2 TiO_2 改性环氧树脂的研究现状
        1.3.3 多种纳米粒子复合改性环氧树脂的研究现状
    1.4 氧化石墨烯改性及应用
    1.5 选题意义及主要内容
第2章 纳米粒子改性及复合涂层的制备
    2.1 材料选择
        2.1.1 涂层制备所需材料
        2.1.2 纳米粒子及其改性剂的选择
        2.1.3 实验试剂及设备
    2.2 纳米粒子改性的原理及方法
        2.2.1 TiO_2 的改性
        2.2.2 氧化石墨烯的改性
    2.3 涂层的制备
        2.3.1 基体材料的预处理
        2.3.2 环氧树脂-PTFE涂层的制备
        2.3.3 环氧树脂-PTFE/TiO_2 涂层的制备
        2.3.4 环氧树脂-PTFE/TiO_2/GO涂层的制备
    2.4 涂层的测试与表征手段
    2.5 本章小结
第3章 TiO_2 对环氧树脂-PTFE复合涂层性能影响的研究
    3.1 引言
    3.2 环氧树脂-PTFE复合涂层的性能
        3.2.1 涂层显微形貌分析
        3.2.2 涂层硬度
        3.2.3 涂层结合力
        3.2.4 涂层疏水性能测试与分析
        3.2.5 涂层耐腐蚀性能测试与分析
    3.3 环氧树脂-PTFE/TiO_2 复合涂层性能
        3.3.1 涂层硬度
        3.3.2 涂层结合力
        3.3.3 涂层疏水性能测试与分析
        3.3.4 涂层耐腐蚀性能测试与分析
    3.4 本章小结
第4章 改性氧化石墨烯对涂层性能的影响
    4.1 引言
    4.2 环氧树脂-GO涂层的性能
        4.2.1 涂层显微形貌分析
        4.2.2 涂层硬度
        4.2.3 涂层结合力
        4.2.4 涂层耐腐蚀性能测试与分析
    4.3 环氧树脂-PTFE/TiO_2/GO涂层的性能
        4.3.1 涂层硬度
        4.3.2 涂层结合力
        4.3.3 涂层耐腐蚀性能测试与分析
    4.4 本章小结
第5章 改性纳米粒子对涂层摩擦学性能的影响
    5.1 引言
    5.2 涂层摩擦系数
        5.2.1 环氧树脂-PTFE涂层
        5.2.2 环氧树脂-PTFE/TiO_2 涂层
        5.2.3 环氧树脂-GO涂层
        5.2.4 环氧树脂-PTFE/TiO_2/GO涂层
    5.3 涂层摩擦磨损机理
        5.3.1 摩擦机理分析
        5.3.2 磨损机理分析
    5.4 本章小结
第6章 复合涂层的低温性能测试与分析
    6.1 引言
    6.2 涂层结合力测试分析
        6.2.1 PTFE对涂层结合力的影响
        6.2.2 改性TiO_2 对涂层结合力的影响
        6.2.3 改性GO对涂层结合力的影响
    6.3 涂层低温机械性能分析
        6.3.1 涂层低温韧性分析
        6.3.2 涂层低温界面形貌分析
    6.4 低温对涂层摩擦学性能的影响
        6.4.1 低温对涂层摩擦系数的影响
        6.4.2 低温放置后涂层磨痕形貌分析
    6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合涂层的机械性能与防腐性研究[J]. 韩笑,董玉华,周琼.  涂料工业. 2016(05)
[2]石墨烯环氧涂层的耐磨耐蚀性能研究[J]. 刘栓,姜欣,赵海超,顾林,王永欣,李金龙,余海斌,陈建敏.  摩擦学学报. 2015(05)
[3]石墨烯掺杂水性环氧树脂的隔水和防护性能[J]. 王玉琼,刘栓,刘兆平,余海斌,陈建敏.  电镀与涂饰. 2015(06)
[4]环氧树脂涂料常温固化剂的发展动态[J]. 吴宗汉,刘胜波,薛磊.  上海涂料. 2014(03)
[5]金属基固体自润滑复合材料的研究进展[J]. 王常川,王日初,彭超群,冯艳,韦小凤.  中国有色金属学报. 2012(07)
[6]TiO2/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能[J]. 王昭,毛峰,黄祥平,黄应平,冯笙琴,易佳,张昌远,刘栓.  材料科学与工程学报. 2011(02)
[7]纳米材料国内外研究进展Ⅰ——纳米材料的结构、特异效应与性能[J]. 朱世东,周根树,蔡锐,韩燕,田伟.  热处理技术与装备. 2010(03)
[8]船舶涂料的发展现状及新标准对行业的要求[J]. 苏春海.  上海涂料. 2010(01)
[9]超支化聚合物接枝纳米TiO2/环氧树脂复合材料的制备与表征[J]. 熊磊,王汝敏,梁红波,管静.  中国胶粘剂. 2009(04)
[10]纳米TiO2/白氟聚氨酯复合涂层的制备及抗老化性能研究[J]. 管静,梁红波,郝名扬,陈雅铭,熊磊,钟卫.  表面技术. 2009(01)

博士论文
[1]有机硅改性环氧树脂的制备及其性能研究[D]. 曹骏.浙江大学 2017

硕士论文
[1]新型有机土在环氧树脂防腐涂料中的应用研究[D]. 孔令坡.北京化工大学 2005



本文编号：3644198