海水中不同树脂和固化剂的环氧涂层阴极剥离性能的研究

发布时间：2017-10-31 05:10

  本文关键词：海水中不同树脂和固化剂的环氧涂层阴极剥离性能的研究

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【摘要】：环氧涂料具有优异的防腐蚀性、绝缘性、粘着力、低收缩性、耐温性等特点,适用于金属在海洋环境中的防护与腐蚀。在海洋环境中,金属结构主要由电化学保护和防腐蚀覆盖层相结合保护。但过度的阴极保护会使金属基体和涂层界面失去附着力,进而导致金属与涂层发生剥离。本文主要考察添加不同固化剂(酚醛胺、聚酰胺、脂环胺)的环氧涂层(环氧E44涂层、环氧E51涂层、环氧E44和E51共混涂层)在海水中的耐阴极剥离性能,然后用开路电位及交流阻抗的电化学测试方法对涂层的电化学行为进行研究。海水中,添加脂环胺固化剂的涂层的阴极剥离性能要高于添加酚醛胺及聚酰胺的涂层,运用牺牲阳极法得出的结果与外加电流的阴极保护法相吻合。并且涂层的阴极剥离半径在-1.5V的阴极保护电位下要小于在-3.5V的阴极保护电位条件下,说明-1.5V的阴极保护电位更加适用于这9种涂层。在海水中浸泡182 d以后,9种涂层的低频阻抗模值大于108Ω.cm2,遵循涂层浸泡初期规律。随着浸泡时间延长,阻抗模值降低,涂层耐蚀性能下降。在海水中浸泡182d以后,涂层与碳钢基体附着良好,未发现腐蚀现象。剥离后涂层基体金属表面进行能谱分析和X-射线衍射分析,没有观察到Fe3O4、FeO和FeCl2等腐蚀产物相。根据灰色神经网络预测涂层的使用寿命:得到分别添加酚醛胺、脂环胺、聚酰胺的环氧E44涂层在海水中的预测寿命为450d、1130d和925 d。分别添加酚醛胺、脂环胺、聚酰胺的环氧E51涂层在海水中的预测寿命为555 d、1135 d和1004 d。分别添加酚醛胺、脂环胺、聚酰胺的环氧E44和E51共混涂层的预测寿命为 462 d、1323 d 和 1239 d。
【关键词】：阴极剥离 海水 电化学行为 电化学阻抗谱
【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】：TG174.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 引言11-12
• 第一章 文献综述12-25
• 1.1 海洋腐蚀12-15
• 1.1.1 海洋腐蚀概述12
• 1.1.2 金属材料海洋腐蚀的研究现状12-13
• 1.1.3 海洋腐蚀防护13-15
• 1.2 阴极保护技术15-16
• 1.3 阴极剥离16-17
• 1.4 树脂及固化剂17-19
• 1.5 研究方法19-22
• 1.5.1 电位-时间法19
• 1.5.2 交流阻抗技术19-20
• 1.5.3 电化学噪声法20
• 1.5.4 极化曲线法(Tafel)20
• 1.5.5 阴极剥离实验20-22
• 1.6 基于灰色神经网络理论预测涂层寿命22-23
• 1.7 本论文研究的目的及意义23-25
• 第二章 实验方法25-31
• 2.1 实验材料25-26
• 2.2 实验仪器26
• 2.3 试样制备26-27
• 2.4 涂层的耐阴极剥离性能测试27-29
• 2.5 涂层的电化学性能测试29-30
• 2.6 现代物理检测技术30-31
• 2.6.1 扫描电子显微镜(SEM)30
• 2.6.2 X-射线衍射分析30
• 2.6.3 傅立叶变换红外光谱(FTIR)30-31
• 第三章 阴极剥离性能研究31-58
• 3.1 添加不同固化剂环氧E44涂层的阴极剥离性能31-40
• 3.2 添加不同固化剂的环氧E51涂层的阴极剥离性能40-49
• 3.3 添加不同固化剂的环氧E44和E51共混涂层的阴极剥离性能49-57
• 3.4 小结57-58
• 第四章 添加不同固化剂环氧涂层的电化学行为58-84
• 4.1 添加不同固化剂环氧E44涂层的电化学行为58-67
• 4.1.1 添加不同固化剂环氧E44涂层的电化学测试58-63
• 4.1.2 添加酚醛胺固化剂环氧E44涂层的红外光谱分析63-64
• 4.1.3 添加不同固化剂环氧E44涂层/金属界面腐蚀产物分析64-67
• 4.2 添加不同固化剂环氧E51涂层的电化学行为67-75
• 4.2.1 添加不同固化剂环氧E51涂层的电化学测试67-71
• 4.2.2 添加不同固化剂环氧E51涂层的红外光谱分析71-72
• 4.2.3 添加不同固化剂环氧E51涂层/金属界面腐蚀产物分析72-75
• 4.3 添加不同固化剂环氧E44和E51共混涂层的电化学行为75-83
• 4.3.1 添加不同固化剂环氧E44和E51共混涂层的电化学测试75-80
• 4.3.2 添加不同固化剂环氧环氧E44和E51共混涂层的红外光谱分析80-81
• 4.3.3 添加不同固化剂环氧E44和E51共混涂层/金属界面腐蚀产物分析81-83
• 4.4 本章小结83-84
• 第五章 基于灰色理论和神经网络预测涂层寿命84-98
• 5.1 利用灰色理论和神经网络建立数学模型预测涂层剩余寿命84-86
• 5.2 利用灰色理论对涂层进行寿命预测86-97
• 5.2.1 海水中不同固化剂的环氧E44涂层的寿命预测86-92
• 5.2.2 海水中不同固化剂的环氧E51涂层的寿命预测92-94
• 5.2.3 海水中不同固化剂的环氧E44和E51共混涂层的寿命预测94-97
• 5.3 本章小结97-98
• 结论98-99
• 参考文献99-105
• 致谢105

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本文编号：1120908