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水性有机硅/环氧玻璃鳞片防腐涂料制备研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 防腐涂料概述

1.3 防腐涂料的国内外研究进展

1.3.1 防腐涂料国内外的研究现状

1.3.2 防腐涂料的发展趋势

1.3.3 水性防腐涂料

1.4 水性环氧防腐涂料

1.4.1 水性环氧防腐涂料的国内外进展及现状

1.4.2 环氧树脂的改性

1.4.3 环氧树脂的水性化

1.5 防腐涂料颜填料和助剂的选择

1.5.1 颜填料的选择

1.5.2 玻璃鳞片的表面处理

1.5.3 助剂的选择

1.6 基体的表面处理

1.7 研究的内容和意义

第2章 实验部分

2.1 主要的原料和仪器

2.2 有机硅改性环氧丙烯酸乳液的合成及性能表征

2.2.1 有机硅改性环氧丙烯酸乳液的机理

2.2.2 乳液合成工艺

2.2.3 乳液性能检测

2.2.4 成膜性能的测定

2.3 玻璃鳞片的表面处理

2.4 基体的前处理

2.5 涂料的制备

2.5.1 涂料的制备工艺

2.5.2 涂层防腐性能的检测

2.5.3 涂膜的理化性能检测

2.6 涂料涂层的耐蚀性机理

第3章 乳液制备结果与讨论

3.1 乳化剂对聚合反应的影响

3.1.1 乳化剂种类对乳液聚合的影响

3.1.2 非离子和阴离子配比对乳液性能的影响

3.1.3 复合乳化剂用量对聚合反应的影响

3.2 反应温度对乳液聚合的影响

3.3 环氧树脂用量对乳液性能的影响

3.4 有机硅含量对乳液性能的影响

3.5 电解质用量对乳液聚合的影响

3.6 引发剂用量对乳液聚合的影响

3.7 油水比对乳液聚合的影响

3.8 有机硅改性环氧乳液的正交优化

3.9 优化条件下涂膜的红外光谱分析和TG分析

3.9.1 有机改性环氧乳液及涂膜的性能

3.9.2 乳液的红外检测分析

3.9.3 热重分析

3.10 本章小结

第4章 防腐涂料制备结果与讨论

4.1 研究制备工艺对涂膜性能的影响

4.1.1 颜填科研磨时间对涂膜性能的影响

4.1.2 研究颜填料分散时间对涂膜的影响

4.1.3 研究涂膜厚度对涂层性能的影响

4.2 颜填料对防腐性能的影响

4.2.1 不同颤填料对涂层防腐性能的影响

4.2.2 钛白粉用量对防腐性能的影响

4.3 研究玻璃鳞片涂膜防腐性能的影响

4.3.1 研究玻璃鳞片粒径对涂膜防腐性能的影响

4.3.2 玻璃鳞片用量对涂膜性能的影响

4.3.3 玻璃鳞片表面处理对防腐性能的影响

4.4 不同环氧含量的乳液对涂层防腐性能的影响

4.5 颜基比对涂料性能的影响

4.6 对基体进行不同处理方法的比较

4.7 防腐涂料正交实验

4.7.1 防腐涂科正交实验及分析

4.7.2 正交实验的电化学测试

4.8 优化条件下防腐涂料的性能检测

4.8.1 防腐涂膜的热重分析

4.8.2 防腐涂层的阻抗测试

4.8.3 优化条件下防腐涂料综合性能检测

4.9 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢

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摘要

腐蚀会造成巨大的经济损失。防腐蚀涂料已经成为最有效、最经济也是应用最广泛的防腐方法,对其研究具有重要的意义。有机硅改性环氧丙烯酸树脂,使其热稳定性、耐侯性、脆性得到明显的改善。玻璃鳞片具有良好的耐腐蚀性和抗渗透性,是良好的防腐用填料。水性涂料因其安全、环保、无公害,成为防腐涂料的研究热点。
  利用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷对环氧树脂进行改性并将甲基丙烯酸,苯乙烯,丙烯酸丁酯接枝到环氧树脂上,合成了有机硅改性水性环氧丙烯酸树脂,探讨了制备的优化条件,并进行了表征。结果表明:乳液制备聚合温度80℃左右时优化配方为,乳化剂配比OP-10/SLS2/1用为单体总量的2.5%、环氧树脂48.19%、KH-57013.29%;电解质NaHCO30.24%、引发剂0.3%;油水比为1/2。IR检测结果表明涂膜为有机硅、丙烯酸类单体和环氧发生自由基接枝共聚反应,乙烯基硅氧烷已接入到环氧分子骨架中。热重分析显示:树脂的热稳定性良好。乳液性能满足国标GB/T20623-2006《建筑涂料用乳液》的要求。
  防腐涂料制备过程中,通过对工艺和配方的研究发现,涂料制备的最佳工艺为:颜填料研磨时间1h、分散时间0.5h、涂膜厚度为0.25mm;用KH-560配置成的20%乙醇溶液浸渍法对玻璃鳞片进行表面处理,对马口铁进行磷化处理;涂料的最佳配方为:颜基比为2.9∶1,玻璃鳞片用量为25.5%,粒径为80目,钛白粉用量11.2%,选用环氧含量为48.19%的乳液为基料。优化条件下制得的涂层具有良好的防腐性能,各项指标满足JB/T224-2007《建筑用钢结构防腐涂料》对防腐涂料的要求。热重分析显示,防腐涂层的热稳定性良好,在温度为262.1℃时,涂层的失重率仅为2.78%

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