一种抗氯离子腐蚀的水性丙烯酸树脂涂料研究

发布时间：2017-07-31 17:27

  本文关键词：一种抗氯离子腐蚀的水性丙烯酸树脂涂料研究

  更多相关文章： 石墨烯 丙烯酸树脂 水性涂料 氯离子腐蚀 P110钢

【摘要】：氯离子腐蚀的普遍存在性和高危害性对工业生产及人类生活带来了严重危害。目前传统的防氯离子腐蚀措施主要为涂层防护,但存在所用涂料不够环保且涂层的热稳定性与机械性能皆较差等缺点,因此研制一种抗氯离子腐蚀的水性涂料具有重要意义。以含氯离子的水溶液为介质考察了不同氯离子浓度、温度、时间、压力等对P110钢的腐蚀行为,并用失重法测定腐蚀速率、电化学工作站测试极化曲线,用XRD、EDS研究腐蚀产物,结果表明：随氯离子溶液质量分数(1%到3%)、温度(30℃到80℃)、压力(1MPa到6MPa)的升高,腐蚀速率增加(0.2265 g/m2·h到2.3353 g/m2·h),而随浸泡时间(1 d到7 d)的增多,腐蚀速率降低；影响氯离子腐蚀速率因素的强弱次序依次为压强、浓度、温度、时间；自腐蚀电流密度随前述不同条件的变化规律与腐蚀速率相同；P110钢在以上条件下发生的腐蚀类型主要为点蚀,氯离子腐蚀产物主要为FeCxOy,对腐蚀过程起催化作用。以自制的丙烯酸树脂为成膜物质,高醚化三聚氰胺甲醛树脂为交联剂,改性石墨烯为主填料制备了石墨烯改性丙烯酸树脂涂料,采用五因素四水平正交实验筛选出了涂料的优选配方,通过可挥发性有机物和甲醛(TVOC和HCHO)检测、化学品浸泡实验、FTIR、TGA和电化学实验等测试了涂料涂层的环保性能、耐化学品腐蚀性能、官能团稳定性能、耐热性能和电化学性能。实验得出：丙烯酸树脂的质量分数为50%、高醚化三聚氰胺甲醛树脂的为10%、改性石墨烯为0.1%、ZnO与Zn3(PO4)2质量比1：1且质量分数为7.5%、其他填料为14.9%、水为15%、助剂(乙二醇、pH调节剂、分散剂、乳化剂、消泡剂、活性稀释剂、成膜助剂)为2.5%时涂料无团聚现象,涂层无裂纹、附着力为一级、铅笔硬度为6H、抗冲击强度为47cm、磨损量为0.0004g,耐磨损量和硬度等机械性能比未用石墨烯改性的丙烯酸树脂涂层提高了1.5倍以上；涂层固化后TVOC和HCHO释放量为国家限制标准的1/5和1/40；涂层经强酸强碱腐蚀和氯离子溶液浸泡后仍有较好的表观稳定性和官能团稳定性；涂层耐热性能比传统改性剂改性的丙烯酸树脂涂料提高了63%以上；涂层自腐蚀电位随氯离子溶液浓度(质量分数从1%到3%)、温度(30℃到70℃)、时间(1 d到5 d)的增大从-0.684 V增大到-0.3986 V,涂层自腐蚀电流密度也有此类似变化规律。改性石墨烯对涂料及涂层性能的改善可能与其所含极性键有关。
【关键词】：石墨烯 丙烯酸树脂 水性涂料 氯离子腐蚀 P110钢
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4;TQ633
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 研究目的与意义8
• 1.2 国内外研究现状8-15
• 1.2.1 氯离子腐蚀及腐蚀规律研究现状8-11
• 1.2.2 石墨烯改性涂料的研究现状11-13
• 1.2.3 丙烯酸树脂涂料的研究现状13-15
• 1.3 研究内容15-17
• 第2章 氯离子对P110钢的腐蚀研究17-30
• 2.1 概述17
• 2.2 实验部分17-19
• 2.2.1 主要药品和仪器17
• 2.2.2 实验基体材料17-18
• 2.2.3 氯离子腐蚀实验方法18-19
• 2.3 实验结果与讨论19-29
• 2.3.1 氯离子腐蚀速率的影响因素19-26
• 2.3.2 氯离子对钢铁的腐蚀产物分析26-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 涂料主要成分的制备及表征30-41
• 3.1 概述30
• 3.2 实验部分30-37
• 3.2.1 实验药品30-31
• 3.2.2 实验仪器31
• 3.2.3 水性丙烯酸树脂的制备31-33
• 3.2.4 高醚化三聚氰胺甲醛树脂的制备33-36
• 3.2.5 石墨烯的预处理36-37
• 3.3 实验结果与讨论37-40
• 3.3.1 水性丙烯酸树脂的表征37
• 3.3.2 高醚化三聚氰胺甲醛树脂的表征37-38
• 3.3.3 改性石墨烯的表征38-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 涂料配方设计与涂层制备41-53
• 4.1 概述41
• 4.2 实验部分41-48
• 4.2.1 实验药品与仪器41-42
• 4.2.2 实验基体材料42
• 4.2.3 涂料配方设计42-45
• 4.2.4 涂层制备方法45-46
• 4.2.5 涂层性能测试46-48
• 4.3 实验结果与讨论48-52
• 4.3.1 涂层机械性能测试结果48-49
• 4.3.2 涂层机械性能多指标综合评分结果49-51
• 4.3.3 优选涂层的电化学实验验证51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第5章 涂层基本性能研究53-63
• 5.1 概述53
• 5.2 实验部分53-55
• 5.2.1 实验材料53-54
• 5.2.2 涂层环保性能测试54
• 5.2.3 耐化学试剂腐蚀测试54-55
• 5.2.4 电化学测试55
• 5.2.5 热重分析55
• 5.2.6 红外光谱分析55
• 5.3 实验结果与讨论55-61
• 5.3.1 涂层环保性能测试结果55-56
• 5.3.2 涂层耐化学试剂浸泡性能测试结果56-57
• 5.3.3 涂层电化学性能测试结果57-60
• 5.3.4 涂层耐热性能测试结果60-61
• 5.3.5 涂层成分官能团稳定测试结果61
• 5.4 本章小结61-63
• 第6章 结论与建议63-64
• 6.1 结论63
• 6.2 建议63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文71

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐明林;钛在化工中的应用[J];稀有金属材料与工程;1987年06期

2 林宣益;弹性乳胶涂料和有机硅底面处理剂涂层的抗氯离子侵蚀性[J];中国涂料;2005年06期

3 谷坤鹏;李漠;;粉煤灰与表面涂层对混凝土抗氯离子侵蚀能力的影响[J];腐蚀与防护;2008年07期

4 王建民;刘冠国;雷笑;李迪;马虎;;盐雾环境下混凝土抗氯离子性能试验研究[J];工业建筑;2013年11期

5 李果;孔庆林;;机制砂与河砂对混凝土抗氯离子性能的比较[J];华东公路;2013年05期

6 李漠;周景润;;粉煤灰与聚合物水泥防水涂料对混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响[J];新型建筑材料;2010年08期

7 吴福飞;侍克斌;努尔开力·依孜特罗甫;董双快;胡全;;锂渣钢渣复合高性能混凝土抗氯离子的渗透性能[J];新疆农业大学学报;2012年06期

8 李丹;李路;张玉政;;不同内部湿度对混凝土抗氯离子影响研究[J];低温建筑技术;2014年02期

9 吴志东;;荷载作用下聚丙烯纤维砼的抗氯离子渗透研究[J];西部探矿工程;2009年S1期

10 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 高建明;余振新;宋鲁光;薛宝法;孙伟;;荷载和干湿交替耦合作用下混凝土抗氯离子侵蚀研究[A];2011年混凝土与水泥制品学术讨论会论文集[C];2011年

2 杨医博;梁松;莫海鸿;陈尤雯;;大粒径骨料混凝土抗氯离子性能快速实验的电量综合法[A];2007重大水利水电科技前沿院士论坛暨首届中国水利博士论坛论文集[C];2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 槐抗抗;一种抗氯离子腐蚀的水性丙烯酸树脂涂料研究[D];西南石油大学;2016年

2 欧兴进;CRC抗氯离子侵蚀研究及其使用寿命预测[D];天津大学;2007年

，

本文编号：600293