聚氨酯/水玻璃复合涂料的制备及其防腐性能研究
发布时间：2022-02-18 19:28
在水性防腐涂料中,水性有机防腐涂料应用最为广泛,但在特殊腐蚀环境如高温腐蚀环境中,水性有机防腐涂层难以达到相应要求。而水性无机硅酸盐涂料则正好适用,但也存在一些问题,如硬度大、柔韧性差、易开裂、耐水性差等,影响其防腐性能,而聚氨酯则具有优异的柔韧性和耐水性。因此,本文以钾水玻璃（PWG）这种硅酸盐作为研究对象,采用弹性聚氨酯（PU）对其进行改性,并辅以锌粉作为固化剂,制备出聚氨酯/水玻璃复合涂料,研究其相关性能。具体研究内容及成果如下:（1）在钾水玻璃中提取活性硅醇,探索提取工艺。采用单因素和正交试验方法分析钾水玻璃的稀释浓度、酸化后pH值、萃取剂（THF）量和萃取时间四个因素对体系稳定性以及活性硅醇液有效浓度的影响,确定出最佳提取工艺:质量比PWG:H2O=1:9,酸化后pH=2,质量比PWG:THF=1:10,萃取时间为2.5h。（2）以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚丙二醇1000（PPG-1000）和2,2-双羟甲基丙酸（DMPA）为原料,以活性硅醇为内交联剂,合成活性硅醇基聚氨酯水分散体（Si-WPU）。采用单因素方法分别考察了异氰酸酯指数（R值）、D...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 水性防腐涂料
1.2.1 水性有机防腐涂料
1.2.2 水性无机防腐涂料
1.3 水玻璃概述
1.3.1 水玻璃基本知识
1.3.2 水玻璃成膜机理
1.3.3 水玻璃改性的研究现状
1.4 水性聚氨酯概述
1.4.1 水性聚氨酯的特点
1.4.2 水性聚氨酯的应用
1.4.3 水性聚氨酯的研究现状
1.5 涂层防腐性能的评价方法
1.5.1 耐液体介质方法
1.5.2 盐雾试验方法
1.5.3 电化学测试方法
1.6 本课题研究目的及意义
1.7 本课题研究内容
1.8 本课题创新点
第2章 活性硅醇的提取
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料与仪器
2.2.2 活性硅醇提取工艺及原理
2.2.3 测试与表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 酸化后水玻璃的稳定性分析
2.3.2 活性硅醇提取工艺的优化
2.3.3 相转移催化剂对活性硅醇提取工艺的影响
2.3.4 活性硅醇红外光谱分析
2.3.5 活性硅醇X射线衍射分析
2.4 本章小结
第3章 活性硅醇基聚氨酯水分散体合成及性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料与仪器
3.2.2 实验装置图
3.2.3 活性硅醇基聚氨酯水分散体的合成
3.2.4 活性硅醇基聚氨酯胶膜的制备
3.2.5 测试与表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 R值对水分散体及其胶膜性能的影响
3.3.2 DMPA含量对水分散体及其胶膜性能的影响
3.3.3 软段含量对水分散体及其胶膜性能的影响
3.3.4 活性硅醇添加量对水分散体及其胶膜性能的影响
3.3.5 胶膜动电位极化曲线分析
3.3.6 胶膜电化学交流阻抗分析
3.3.7 胶膜红外光谱分析
3.3.8 胶膜热稳定性分析
3.3.9 胶膜扫描电镜分析
3.4 本章小结
第4章 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃共混体系的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料与仪器
4.2.2 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃共混体系的制备
4.2.3 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃共混体系涂膜的制备
4.2.4 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃共混体系成膜机理
4.2.5 测试与表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 Si-WPU添加量对共混体系性能的影响
4.3.2 共混体系涂膜固化条件的确定
4.3.3 共混体系涂膜耐水性分析
4.3.4 共混体系涂膜机械性能分析
4.3.5 共混体系涂膜热稳定性分析
4.3.6 共混体系涂膜扫描电镜分析
4.4 本章小结
第5章 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃复合涂料的配制及其涂层防腐性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料与仪器
5.2.2 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃复合涂料的配制
5.2.3 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃复合涂层的制备
5.2.4 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃复合涂料成膜机理
5.2.5 测试与表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 不同球状锌粉添加量的复合涂层动电位极化曲线分析
5.3.2 不同片状锌粉添加量的复合涂层的动电位极化曲线分析
5.3.3 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃复合涂层电化学交流阻抗分析
5.3.4 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃复合涂层基本性能分析
5.4 本章小结
第6章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士期间获得与学位论文相关的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]有机硅耐候型弹性防腐涂料的制备及其在钢结构防腐上的应用研究[J]. 樊波,陈世龙,张春辉,张举明. 涂料技术与文摘. 2017(10)
[2]光固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料制备与性能表征[J]. 安大昆,王天龙,赵金平. 化工新型材料. 2017(05)
[3]含Zn-Al磷酸盐防腐蚀涂层的制备与腐蚀机理研究[J]. 潘儒杰,张平则,陈小虎,苏枫,戴宪军. 材料保护. 2017(03)
[4]水性聚氨酯防腐涂料的研究现状[J]. 袁天梦,张博晓,田军,李庚茜,易昌凤,徐祖顺. 现代涂料与涂装. 2017(02)
[5]氟碳涂料在防腐领域的研发现状和发展趋势[J]. 房亚楠,秦立光,赵文杰,白琴,张昕,乌学东. 中国腐蚀与防护学报. 2016(02)
[6]双组分水性丙烯酸聚氨酯防腐装饰涂料的研制[J]. 高金利,牛顺,刘建颖,卢平. 中国涂料. 2016(04)
[7]水性涂料现状及展望[J]. 陈修宁,许宁,何程林,杨劲松,徐玉华,徐玉俊,林建新. 涂料技术与文摘. 2016(03)
[8]水性防腐涂料研究进展[J]. 陈昊,吴梦奇,李杰飞,秦刚,何小芳. 涂料工业. 2016(02)
[9]水性涂料的研究进展[J]. 罗帅. 现代涂料与涂装. 2015(12)
[10]聚乙烯醇交联硅酸钠木材胶黏剂的耐水改性[J]. 吴义强,刘晓梅,左迎峰,张新荔,李新功. 东北林业大学学报. 2015(06)
博士论文
[1]环境友好型水性防腐涂料的性能与耐蚀机理研究[D]. 刘敏.武汉大学 2013
[2]有机无机复合硅氧烷防腐涂层的制备与性能研究[D]. 董泽.浙江大学 2013
硕士论文
[1]水性环氧/聚丙烯酸酯复合乳液合成及防腐涂料制备研究[D]. 张琛.北京化工大学 2016
[2]常温自固化无机磷酸盐防腐蚀涂层的制备及性能研究[D]. 徐三强.海南大学 2015
[3]改性硅酸盐水性无机富锌防腐涂料的研究[D]. 齐杉.沈阳工业大学 2015
[4]硅酸锂基有机无机复合涂层的制备与性能研究[D]. 蒋乐.浙江大学 2015
[5]耐水型硅酸盐木材胶黏剂制备及性能研究[D]. 刘晓梅.中南林业科技大学 2014
[6]硅酸盐水性无机富锌防腐涂料的制备及性能研究[D]. 周春婧.沈阳工业大学 2014
[7]纳米二氧化硅改性环氧树脂固化剂的研究[D]. 周媛.天津大学 2012
[8]无机-有机复合耐高温水性防腐蚀涂料的制备与性能研究[D]. 孟晖.华南理工大学 2011
[9]以硅酸盐为主要成膜物的金色与黑色涂料的研制[D]. 张菲.哈尔滨工业大学 2011
[10]第二代磷酸盐防锈颜料腐蚀抑制性能的评价及防锈机理的研究[D]. 房伟.广西民族大学 2010
本文编号：3631415
【文章来源】：武汉理工大学湖北省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 水性防腐涂料
1.2.1 水性有机防腐涂料
1.2.2 水性无机防腐涂料
1.3 水玻璃概述
1.3.1 水玻璃基本知识
1.3.2 水玻璃成膜机理
1.3.3 水玻璃改性的研究现状
1.4 水性聚氨酯概述
1.4.1 水性聚氨酯的特点
1.4.2 水性聚氨酯的应用
1.4.3 水性聚氨酯的研究现状
1.5 涂层防腐性能的评价方法
1.5.1 耐液体介质方法
1.5.2 盐雾试验方法
1.5.3 电化学测试方法
1.6 本课题研究目的及意义
1.7 本课题研究内容
1.8 本课题创新点
第2章 活性硅醇的提取
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料与仪器
2.2.2 活性硅醇提取工艺及原理
2.2.3 测试与表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 酸化后水玻璃的稳定性分析
2.3.2 活性硅醇提取工艺的优化
2.3.3 相转移催化剂对活性硅醇提取工艺的影响
2.3.4 活性硅醇红外光谱分析
2.3.5 活性硅醇X射线衍射分析
2.4 本章小结
第3章 活性硅醇基聚氨酯水分散体合成及性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料与仪器
3.2.2 实验装置图
3.2.3 活性硅醇基聚氨酯水分散体的合成
3.2.4 活性硅醇基聚氨酯胶膜的制备
3.2.5 测试与表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 R值对水分散体及其胶膜性能的影响
3.3.2 DMPA含量对水分散体及其胶膜性能的影响
3.3.3 软段含量对水分散体及其胶膜性能的影响
3.3.4 活性硅醇添加量对水分散体及其胶膜性能的影响
3.3.5 胶膜动电位极化曲线分析
3.3.6 胶膜电化学交流阻抗分析
3.3.7 胶膜红外光谱分析
3.3.8 胶膜热稳定性分析
3.3.9 胶膜扫描电镜分析
3.4 本章小结
第4章 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃共混体系的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料与仪器
4.2.2 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃共混体系的制备
4.2.3 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃共混体系涂膜的制备
4.2.4 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃共混体系成膜机理
4.2.5 测试与表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 Si-WPU添加量对共混体系性能的影响
4.3.2 共混体系涂膜固化条件的确定
4.3.3 共混体系涂膜耐水性分析
4.3.4 共混体系涂膜机械性能分析
4.3.5 共混体系涂膜热稳定性分析
4.3.6 共混体系涂膜扫描电镜分析
4.4 本章小结
第5章 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃复合涂料的配制及其涂层防腐性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料与仪器
5.2.2 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃复合涂料的配制
5.2.3 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃复合涂层的制备
5.2.4 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃复合涂料成膜机理
5.2.5 测试与表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 不同球状锌粉添加量的复合涂层动电位极化曲线分析
5.3.2 不同片状锌粉添加量的复合涂层的动电位极化曲线分析
5.3.3 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃复合涂层电化学交流阻抗分析
5.3.4 活性硅醇基聚氨酯/水玻璃复合涂层基本性能分析
5.4 本章小结
第6章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士期间获得与学位论文相关的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]有机硅耐候型弹性防腐涂料的制备及其在钢结构防腐上的应用研究[J]. 樊波,陈世龙,张春辉,张举明. 涂料技术与文摘. 2017(10)
[2]光固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料制备与性能表征[J]. 安大昆,王天龙,赵金平. 化工新型材料. 2017(05)
[3]含Zn-Al磷酸盐防腐蚀涂层的制备与腐蚀机理研究[J]. 潘儒杰,张平则,陈小虎,苏枫,戴宪军. 材料保护. 2017(03)
[4]水性聚氨酯防腐涂料的研究现状[J]. 袁天梦,张博晓,田军,李庚茜,易昌凤,徐祖顺. 现代涂料与涂装. 2017(02)
[5]氟碳涂料在防腐领域的研发现状和发展趋势[J]. 房亚楠,秦立光,赵文杰,白琴,张昕,乌学东. 中国腐蚀与防护学报. 2016(02)
[6]双组分水性丙烯酸聚氨酯防腐装饰涂料的研制[J]. 高金利,牛顺,刘建颖,卢平. 中国涂料. 2016(04)
[7]水性涂料现状及展望[J]. 陈修宁,许宁,何程林,杨劲松,徐玉华,徐玉俊,林建新. 涂料技术与文摘. 2016(03)
[8]水性防腐涂料研究进展[J]. 陈昊,吴梦奇,李杰飞,秦刚,何小芳. 涂料工业. 2016(02)
[9]水性涂料的研究进展[J]. 罗帅. 现代涂料与涂装. 2015(12)
[10]聚乙烯醇交联硅酸钠木材胶黏剂的耐水改性[J]. 吴义强,刘晓梅,左迎峰,张新荔,李新功. 东北林业大学学报. 2015(06)
博士论文
[1]环境友好型水性防腐涂料的性能与耐蚀机理研究[D]. 刘敏.武汉大学 2013
[2]有机无机复合硅氧烷防腐涂层的制备与性能研究[D]. 董泽.浙江大学 2013
硕士论文
[1]水性环氧/聚丙烯酸酯复合乳液合成及防腐涂料制备研究[D]. 张琛.北京化工大学 2016
[2]常温自固化无机磷酸盐防腐蚀涂层的制备及性能研究[D]. 徐三强.海南大学 2015
[3]改性硅酸盐水性无机富锌防腐涂料的研究[D]. 齐杉.沈阳工业大学 2015
[4]硅酸锂基有机无机复合涂层的制备与性能研究[D]. 蒋乐.浙江大学 2015
[5]耐水型硅酸盐木材胶黏剂制备及性能研究[D]. 刘晓梅.中南林业科技大学 2014
[6]硅酸盐水性无机富锌防腐涂料的制备及性能研究[D]. 周春婧.沈阳工业大学 2014
[7]纳米二氧化硅改性环氧树脂固化剂的研究[D]. 周媛.天津大学 2012
[8]无机-有机复合耐高温水性防腐蚀涂料的制备与性能研究[D]. 孟晖.华南理工大学 2011
[9]以硅酸盐为主要成膜物的金色与黑色涂料的研制[D]. 张菲.哈尔滨工业大学 2011
[10]第二代磷酸盐防锈颜料腐蚀抑制性能的评价及防锈机理的研究[D]. 房伟.广西民族大学 2010
本文编号：3631415
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