硅丙乳液改性高模数硅酸钾水性无机富锌涂料的研究

【摘要】水性无机富锌涂料是目前使用寿命最长的金属防腐蚀涂料之一，因其环保特性和优异的防腐蚀性能而在大气和海洋等重防腐领域得到了广泛应用。但是其涂层易脆，机械性能较差，限制了其进一步发展。本文制备高模数硅酸钾水溶液，并用硅丙乳液对其改性，在不影响其优异防腐蚀性能的基础上，提高富锌涂层的机械性能。研究了硅丙乳液改性高模数硅酸钾溶液制备过程中反应温度、硅烷偶联剂种类和用量的影响。粒径分析表明反应温度为55℃时制得的硅丙乳液改性高模数硅酸钾溶液具有较小的颗粒尺寸；甲基三甲氧基硅烷用量为3%时制得的硅丙乳液改性高模数硅酸钾溶液具有较高的稳定性以及较大的铅笔硬度。研究了硅丙乳液用量对富锌涂层性能的影响，结果表明硅丙乳液用量为15%时富锌涂层的机械性能最好，与未改性的产品相比较，机械性能显著提高。研究了锌粉含量和硅丙乳液改性高模数硅酸钾溶液的固含量对富锌涂层性能的影响；研究了模数对硅丙乳液改性硅酸钾溶液及其富锌涂层性能的影响；采用扫描电子显微镜（SEM）对不同模数的水性无机富锌涂层进行表征，结果表明本研究中制备的硅酸钾溶液模数控制在5.0~6.0为宜。采用电化学工作站对不同模数的硅丙乳液改性高模数硅酸钾水性无机富锌涂层进行了电化学分析。腐蚀开路电位随浸泡时间的变化趋势表明随着模数的增大，涂层的腐蚀开路电位增大；塔菲尔曲线的结果表明三种不同模数的富锌涂层都具有良好的耐腐蚀性；不同模数的富锌涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间下的电化学阻抗谱图表明随着模数的提高，涂层的阻抗值逐渐增大，涂层的屏蔽遮盖性能提高，涂层更加致密，能有效的阻挡腐蚀介质向金属基材表面的渗透。采用X-ray衍射仪（XRD）对富锌涂层腐蚀前后的变化进行了分析，结果表明本研究的硅丙乳液改性水性无机富锌涂料的防腐蚀性能优异，涂层经过腐蚀浸泡后的腐蚀产物主要为Zn5(OH)8Cl2。
【作者】周磊；
【导师】张旭东；唐光斌；
【作者基本信息】湖南大学，化学工程，2014，硕士
【关键词】金属腐蚀；高模数；水性涂料；无机富锌涂料；硅丙乳液；硅酸钾水溶液；

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