纳米石墨烯/聚合物复合涂层制备及防腐蚀性能研究

发布时间：2023-04-22 18:39

　　随着海洋资源的深入开发,海洋用钢的消耗量也在逐年升高。钢铁材料在海洋环境中的腐蚀正受到国际社会的日益关注。在各种防腐技术中,涂料防腐因其施工便捷,适应性广,不受设备面积、形状的约束,重涂和修复方面费用低而得到广泛的应用。因此,开发性能优异的防腐蚀涂料也一直是当下研究的热点。本论文在传统涂料改性的基础上,以石墨烯二维纳米碎片(Gnps)为填料,分别以聚醚酰亚胺(PEI)、环氧树脂为成膜剂制备复合涂料,并且对Gnps复合涂层的固化温度及涂装工艺进行优化选取,采用控制变量的试验方法,研究了Gnps含量对复合涂层防腐蚀性能的影响。通过表面接触角测量、浸泡腐蚀试验、腐蚀电化学极化和阻抗谱、场发射扫描电镜(FE-SEM)等方法研究了不同Gnps浓度复合涂料在模拟海洋环境中对Q235B碳钢的防护性能,并初步探究了涂料防腐蚀机理,为Gnps在防腐蚀领域的推广应用提供理论支持和基础数据积累。论文的进展主要包括以下几个方面:Gnps做为填料显著提升了PEI复合涂层与环氧树脂复合涂层的防腐蚀性能,但并不是涂层中Gnps含量越高越好。1%Gnps含量的PEI复合涂层防护性能最佳,而环氧树脂复合涂层的最佳Gnp...

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 引言
    1.2 涂料概况
        1.2.1 涂料简介
        1.2.2 涂料的分类
        1.2.3 涂料的发展
        1.2.4 涂料的涂装
        1.2.5 涂料的固化成膜
        1.2.6 钢铁腐蚀机理
        1.2.7 涂料防腐蚀机理
    1.3 石墨烯复合防腐蚀涂料研究现状
        1.3.1 石墨烯简介
        1.3.2 石墨烯涂料国外研究现状
        1.3.3 石墨烯涂料国内研究现状
    1.4 涂料防腐蚀性能的研究及试验方法
        1.4.1 涂料防腐蚀性能的主要研究方法
        1.4.2 涂料防腐研究的主要分析技术
    1.5 本论文的主要研究内容及思路
2 PEI基石墨烯复合涂层制备工艺优化及防腐蚀性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验
        2.2.1 试验试剂与仪器
        2.2.2 PEI基石墨复合涂料制备
    2.3 PEI基石墨烯复合涂层制备及性能测试
        2.3.1 Gnps复合涂料的制备
        2.3.2 PEI基石墨烯防腐蚀涂料涂装工艺优化
        2.3.3 接触角的测定
        2.3.4 涂层形貌及能谱分析
        2.3.5 浸泡腐蚀试验
        2.3.6 极化曲线及电化学阻抗谱的测量
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 PEI基石墨烯复合涂料涂装工艺优化
        2.4.2 PEI基石墨烯复合涂料涂装温度工艺优化
        2.4.3 Gnps含量对涂层接触角的影响
        2.4.4 涂层形貌及能谱分析
        2.4.5 腐蚀浸泡试验结果与讨论
        2.4.6 不同Gnps含量复合涂层不同浸泡时间开路电位的测量
        2.4.7 不同涂层钢板的极化和电化学阻抗谱行为
    2.5 本章小结
3 PEI基石墨烯复合涂层失效机理探讨
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 试验试剂与仪器
        3.2.2 试样的制备
        3.2.3 复合涂层表面光学照片
        3.2.4 电化学阻抗谱测试
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 复合涂层不同浸泡时间的表面形貌分析
        3.3.2 复合涂层电化学阻抗谱分析
        3.3.3 复合涂层失效过程机理探讨
    3.4 本章小节
4 环氧树脂基石墨烯复合涂层制备及防腐蚀性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验
        4.2.1 试验试剂与仪器
        4.2.2 环氧树脂石墨烯防腐蚀涂料制备
    4.3 环氧树脂石墨烯防腐蚀涂料防腐蚀性能测试
        4.3.1 Gnps复合涂料的制备
        4.3.2 接触角的测定
        4.3.3 涂层形貌分析
        4.3.4 浸泡腐蚀试验
        4.3.5 极化曲线及电化学阻抗谱的测量
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 涂层接触角实验结果与讨论
        4.4.2 涂层形貌分析结果与讨论
        4.4.3 腐蚀浸泡试验结果与讨论
        4.4.4 不同涂层钢板的极化和电化学阻抗谱行为
    4.5 Gnps复合涂层失效过程分析
    4.6 Gnps复合涂层对钢基体防护机理初步分析
    4.7 本章小节
5 全文主要结论
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3798199