金属防腐涂料自修复微胶囊的合成与性能研究

发布时间：2017-03-30 06:21

  本文关键词：金属防腐涂料自修复微胶囊的合成与性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：金属腐蚀是国民经济各个领域中最常见的现象，最有效的解决方法之一是在金属表面涂覆防腐蚀涂层。防腐涂料在使用过程中受到环境因素的影响，其力学性能发生变化而产生微裂纹，微裂纹的蔓延、扩张加速了金属底材表面涂层的剥离，从而使金属腐蚀加剧。如何通过涂层自我修复技术有效进行金属腐蚀防护是一项前沿性的研究课题，自修复微胶囊是涂层自修复技术的核心技术基础，本文就是要研究一种新型自修复微胶囊的合成工艺与应用技术，为开拓新型自修复涂层技术在金属腐蚀防护上的应用打下坚实基础。 本文以桐油为芯材，脲醛树脂为壁材，采用原位聚合法合成了自修复微胶囊。通过探讨乳化剂种类和用量、乳化转速、芯壁比、酸化时间、终点pH值、酸化时间等反应参数对微胶囊性能的影响，确定了合成微胶囊的最佳工艺路线。同时，采用光学显微镜(OM)、激光粒度分析仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)及热重分析仪(TGA)等分析仪器对微胶囊的形态、粒径分布与平均粒径、结构及热性能进行了分析。实验结果表明，采用OP-10为乳化剂，乳化剂用量为芯材的10%，乳化转速为1500rpm，芯壁比为2:1，终点pH值为3.0，酸化时间90min时所制备的微胶囊成囊性较优，分散性较好，粒径分布均匀，热稳定性较好，包封率最高可以达到95%。 同时，本文对自修复微胶囊的应用进行了初步研究，将微胶囊埋植入环氧树脂金属防腐涂料中并涂刷于金属表面进行腐蚀试验，采用数码相机观察了微胶囊芯壁比、用量对金属防腐涂层耐腐蚀性能的影响规律，并评估了自修复金属防腐涂层的自修复性能。实验结果表明，，当微胶囊芯壁比为2:1，用量占涂料用量10%时，微胶囊的耐腐蚀性能最好，自修复效果明显。
【关键词】：自修复微胶囊 原位聚合法 防腐涂料 微胶囊化
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TG174.44
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-31
• 1.1 自修复材料11-16
• 1.1.1 自修复材料的分类11-13
• 1.1.2 材料自修复的方法13-16
• 1.2 微胶囊16-26
• 1.2.1 微胶囊技术16-18
• 1.2.2 微胶囊芯材和壁材的选择18-19
• 1.2.3 微胶囊制备方法19-25
• 1.2.4 微胶囊性能与表征方法25-26
• 1.3 自修复微胶囊26-29
• 1.3.1 自修复微胶囊的机理26
• 1.3.2 自修复微胶囊的研究进展26-29
• 1.4 本论文的研究背景、研究意义和研究内容29-31
• 1.4.1 本论文的研究背景和研究意义29-30
• 1.4.2 本论文的研究内容30-31
• 第二章 实验31-37
• 2.1 实验原材料31-32
• 2.2 实验仪器设备32
• 2.3 自修复微胶囊的合成方法32-34
• 2.4 自修复微胶囊的性能表征34-35
• 2.4.1 光学显微镜观察34
• 2.4.2 傅里叶变换红外光谱分析34
• 2.4.3 粒径分析34
• 2.4.4 微胶囊的热性能34
• 2.4.5 微胶囊的包封率34-35
• 2.5 自修复涂层的耐腐蚀性能35-36
• 2.5.1 底材的表面处理35
• 2.5.2 漆膜的制备35-36
• 2.5.3 自修复涂层的耐腐蚀性能36
• 2.6 自修复涂层的自修复性能36-37
• 第三章 自修复微胶囊的合成及其性能研究37-66
• 3.1 原材料的选择37-40
• 3.1.1 芯材的选择37-39
• 3.1.2 壁材的选取39-40
• 3.2 原位聚合法制备桐油/脲醛树脂自修复微胶囊原理40-41
• 3.3 乳化剂种类对微胶囊性能的影响41-45
• 3.4 乳化剂用量对微胶囊性能的影响45-49
• 3.4.1 乳化剂用量对微胶囊形态的影响45-47
• 3.4.2 乳化剂用量对微胶囊粒径分布和平均粒径的影响47-49
• 3.4.3 乳化剂用量对微胶囊包封率的影响49
• 3.5 乳化转速对微胶囊性能的影响49-53
• 3.5.1 乳化转速对微胶囊形态的影响49-51
• 3.5.2 乳化转速对微胶囊粒径分布及平均粒径的影响51-52
• 3.5.3 乳化转速对微胶囊包封率的影响52-53
• 3.6 芯壁比对微胶囊性能的影响53-57
• 3.6.1 芯壁比对微胶囊形态的影响53-55
• 3.6.2 芯壁比对微胶囊粒径分布及平均粒径的影响55-56
• 3.6.3 芯壁比对微胶囊包封率的影响56-57
• 3.7 终点 pH 值对微胶囊性能的影响57-60
• 3.7.1 终点 pH 值对微胶囊形态的影响57-59
• 3.7.2 终点 pH 值对微胶囊包封率的影响59-60
• 3.8 酸化时间对微胶囊性能的影响60-63
• 3.8.1 酸化时间对微胶囊形态的影响60-62
• 3.8.2 酸化时间对微胶囊包封率的影响62-63
• 3.9 微胶囊的化学结构分析63-64
• 3.10 微胶囊的热分析64-65
• 3.11 本章小结65-66
• 第四章 自修复微胶囊在金属防腐涂料中的应用研究66-72
• 4.1 金属防腐涂料的选择66-67
• 4.2 自修复金属防腐涂层的耐腐蚀性能67-70
• 4.2.1 微胶囊芯壁比对自修复金属防腐涂层的耐腐蚀性能的影响67-69
• 4.2.2 微胶囊用量对自修复金属防腐涂层的耐腐蚀性能的影响69-70
• 4.3 自修复金属防腐涂层的自修复性能70-71
• 4.4 本章小结71-72
• 结论72-73
• 参考文献73-80
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果80-81
• 致谢81-82
• 附件82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：276446