水性防锈剂的制备及性能研究

发布时间：2017-09-25 09:38

  本文关键词：水性防锈剂的制备及性能研究

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【摘要】：金属腐蚀不仅会造成巨大的经济损失,有时甚至会危及人生身安全。因此,对金属的耐蚀性要求越来越高。目前使用防锈剂仍是防止金属腐蚀一个最普遍和最有效的方法之一。随着人们环保意识和节能意识增强,安全、环保型的水性防锈剂的研究已成为该领域的研究热点。本文针对螺纹钢和Q235钢在实际使用中普遍存在的易腐蚀生锈问题,通过单因素实验和正交实验,以自制的改性苯丙乳液为成膜剂制备了一种环保型水性防锈剂,采用湿热实验、盐水浸泡实验、中性盐雾实验(NSS)、电化学方法及扫描电镜(SEM)等多种表征方法探究其防锈性能,并对其进行了面漆配套性测试研究。通过单因素实验探索了成膜剂改性苯丙乳液的配方(ωt%),其中丙烯酸丁酯为19%、苯乙烯为20%、丙烯酸为0.7%、改性物质为6%、乳化剂为1.5%、引发剂为0.5%、磷酸酯功能单体为3%、pH值缓冲剂3%；通过正交实验探索了自制防锈剂配方(cot%),其中成膜剂A为50%、缓蚀剂B为1.5%、助剂C为8%、表面活性剂D为0.5%;采用拉环法测定了防锈剂的表面张力为50.02mN/m。利用膜厚仪测定防锈剂涂层厚度为12.33gm。湿热实验时间超过96h,在5%(ωt%) NaCl溶液中浸泡时间达到24h,中性盐雾实验达到7个周期。Tafel极化曲线表明,防锈剂涂层能显著提高自腐蚀电位,由空白钢板的-1.018V正移到-0.524V,同时能显著降低腐蚀电流密度,由3.28×10-7A/cm2降低到7.80×10-9A/cm2,降低了约两个数量级。EIS表明,自制防锈剂后,能显著增大电荷传递电阻,由空白的751Ω·cm2增到了1280Ω·cm2。耐候实验结果表明防锈剂的防锈期超过6个月。面漆配套性实验表明,在涂抹防锈剂的试样上涂抹面漆具有很好的配套性。综上,自制防锈剂可以对钢铁材料起到较好的防腐蚀效果,且成本较低,具有较好的应用前景。
【关键词】：水性防锈剂 螺纹钢 金属防锈 中性盐雾实验
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.42
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 前言9-23
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 金属腐蚀的分类10-14
• 1.2.1 按腐蚀环境分类10-11
• 1.2.2 按腐蚀机理分类11-13
• 1.2.3 按腐蚀形态分类13-14
• 1.3 防锈剂14-16
• 1.3.1 防锈剂的定义与分类14-15
• 1.3.2 防锈剂作用机理15-16
• 1.4 防锈剂防腐的性能评价16-20
• 1.4.1 加速腐蚀实验16-18
• 1.4.2 防锈剂涂层的电化学分析18-20
• 1.5 金属腐蚀的检查和评定方法20-21
• 1.5.1 宏观检查和显微检查20-21
• 1.5.2 重量法及评定方法21
• 1.6 课题的内容与意义21-23
• 1.6.1 本课题的内容21
• 1.6.2 课题的意义21-23
• 2 材料与方法23-33
• 2.1 实验药品与仪器23-24
• 2.1.1 实验药品23
• 2.1.2 实验仪器23-24
• 2.1.3 实验材料24
• 2.2 水性防锈剂的制备24-26
• 2.2.1 成膜剂改性苯丙乳液的制备24
• 2.2.2 防锈剂的制备24-26
• 2.3 实验测试方法26-33
• 2.3.1 改性苯丙乳液的性能测试26-27
• 2.3.2 防锈剂表面张力的测试27-28
• 2.3.3 防锈剂成膜厚度的测试28-29
• 2.3.4 湿热实验29
• 2.3.5 盐水浸泡实验29
• 2.3.6 中性盐雾实验29
• 2.3.7 塔菲尔极化曲线29-31
• 2.3.8 电化学交流阻抗谱31
• 2.3.9 扫描电子显微镜31
• 2.3.10 耐候性实验31-32
• 2.3.11 与面漆的配套性能测试32-33
• 3 结果与讨论33-60
• 3.1 成膜剂改性苯丙乳液配方的确定33-40
• 3.1.1 单因素实验33-37
• 3.1.2 改性苯丙乳液的最佳配方及生产工艺37-40
• 3.2 水基防锈剂配方的确定40-42
• 3.2.1 正交试验40-41
• 3.2.2 工艺流程图41-42
• 3.3 成膜机理42
• 3.4 防锈剂的表面张力42-43
• 3.5 防锈剂的膜厚43
• 3.6 中性盐雾实验43-49
• 3.6.1 防锈剂的最佳浸渍成膜时间43-44
• 3.6.2 防锈剂的最佳固化成膜温度44-45
• 3.6.3 防锈剂的最佳固化成膜时间45-46
• 3.6.4 中性盐雾实验结果46-49
• 3.7 湿热实验49-50
• 3.8 盐水浸泡实验50-51
• 3.9 开路电位-时间曲线51-52
• 3.10 塔菲尔极化曲线52-53
• 3.11 交流阻抗53-55
• 3.12 耐候实验55-57
• 3.12.1 螺纹钢的户外实验55-56
• 3.12.2 Q235钢的户外实验56
• 3.12.3 螺纹钢雪水喷淋实验56-57
• 3.13 与面漆配套性实验57-60
• 3.13.1 附着力测试57-58
• 3.13.2 盐水浸泡58-60
• 4 结论60-61
• 5 展望61-62
• 6 参考文献62-68
• 7 论文发表情况68-69
• 8 致谢69-70
• 9 附录70

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本文编号：916737