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集装箱外用水性防锈漆的制备与性能研究

作　者: 陈海洪
导　师: 夏正斌；陈中华
学　校: 华南理工大学
专　业: 化学工程
关键词: 集装箱富锌底漆环氧树脂水性颜料体积浓度聚氨酯
分类号: TQ630.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文制备了施工性能优异、防腐蚀性能良好的水性集装箱外用涂料,包括双组份水性环氧富锌底漆和单组份水性丙烯酸/聚氨酯面漆,研究了影响其施工性能和防腐蚀性能的诸多因素。论文主要分为两部分:第一部分是双组分水性环氧富锌底漆的制备。主要探讨了不同水性环氧树脂体系、不同水性环氧固化剂以及水性环氧树脂的含量、锌粉的用量、颜填料的种类、助溶剂和防沉剂等因素对涂层性能的影响。采用红外光谱、扫描电镜及主要常规性能测试对影响因素进行表征和分析。结果表明:最佳成膜物质为分子量较大的双酚A型水性环氧树脂C和胺加成物类固化剂c,在水性环氧树脂含量为20%时,涂层具有最佳的防腐蚀性能和性价比;片状锌粉含量为50%时涂层的防腐蚀性能最佳;助溶剂b和c比例在2:1时,表干时间较快,涂膜性能最佳;防沉剂选用白炭黑,体系具有最佳性价比。第二部分是水性外面漆的制备。讨论了水性乳液的种类、分散剂的种类和用量、颜料的种类、颜料体积浓度(PVC)、消泡剂的种类、纳米浆料等对涂层性能的影响。并结合LS13320激光散射粒度分析仪、扫描电镜及主要常规性能测试对影响因素进行表征和分析。结果表明:苯丙乳液1与聚氨酯乳液在以1:2的比例加入体系时,综合性能最好;分散剂D用量约为0.6%时,体系最稳定,性能最佳;涂料PVC在30%时涂层综合性能最好;加入自制纳米浆料对涂层性能提高有帮助,当纳米浆料添加量等于0.5%时,体系具有最佳性能。本文还讨论了体积固含量的计算方法,为集装箱涂料厚度计算和配方设计提供了依据。本项目制备出的双组分水性环氧富锌底漆和水性外面漆,其配套体系具有优良物理机械性能和防腐蚀性能,并且满足了集装箱的施工工艺要求,达到了预期的性能指标。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-13
第一章绪论  13-32
  1.1 引言  13
  1.2 金属腐蚀的原理与防护  13-19
    1.2.1 电化学腐蚀  13-15
    1.2.2 化学腐蚀  15
    1.2.3 化学或电化学加机械因素的腐蚀  15
    1.2.4 金属腐蚀的防护  15-19
  1.3 集装箱的发展概况  19-20
  1.4 传统集装箱涂料  20-23
    1.4.1 集装箱涂料的品种  20
    1.4.2 集装箱涂料的基本要求  20-22
    1.4.3 集装箱涂料的供应现状和存在问题  22-23
  1.5 集装箱涂料国内外的发展趋势  23
  1.6 集装箱外用水性防锈漆  23-26
    1.6.1 双组分水性环氧富锌底漆  23-25
    1.6.2 水性聚氨酯面漆  25
    1.6.3 水性丙烯酸面漆  25-26
  1.7 纳米材料在涂料中的应用进展  26-29
    1.7.1 国内纳米复合涂料的研究现状  26-27
    1.7.2 国外纳米复合涂料的研究现状  27-29
  1.8 本课题研究的目的意义及主要内容  29-30
  1.9 本课题研究的工作基础  30-32
第二章集装箱外用水性防锈漆的制备及测试方法  32-41
  2.1 实验原料和仪器  32-34
    2.1.1 双组分水性环氧富锌底漆实验原料  32-33
    2.1.2 水性外面漆实验原料  33-34
    2.1.3 实验仪器  34
  2.2 双组分水性环氧富锌底漆的制备  34-36
    2.2.1 基础配方  34-35
    2.2.2 制备工艺  35-36
  2.3 水性外面漆的制备  36-37
    2.3.1 基础配方  36
    2.3.2 制备工艺  36-37
  2.4 测试与表征  37-41
    2.4.1 粒径分布测试  37-38
    2.4.2 红外光谱（FTIR）分析  38
    2.4.3 扫描电子显微镜观察  38
    2.4.4 漆膜干燥时间测定法  38
    2.4.5 涂层柔韧性的测试  38
    2.4.6 涂层铅笔硬度的测试  38-39
    2.4.7 涂层抗冲击性能的测试  39
    2.4.8 涂层附着力的测试  39
    2.4.9 涂层耐水性测试  39
    2.4.10 涂层耐盐水性测试  39-40
    2.4.11 涂层耐盐雾测试  40
    2.4.12 人工加速老化测试  40
    2.4.13 涂料储存稳定性试验方法  40
    2.4.14 涂膜外观评定方法  40-41
第三章双组分水性环氧富锌底漆的制备及性能研究  41-56
  3.1 前言  41-44
    3.1.1 锌粉  41-42
    3.1.2 水性环氧树脂  42-43
    3.1.3 水性环氧固化剂  43-44
  3.2 成膜物质对涂层性能的影响  44-50
    3.2.1 水性环氧树脂的选择  44-45
    3.2.2 环氧固化剂的选择  45-46
    3.2.3 树脂含量对体系的影响  46-48
    3.2.4 成膜物质的红外光谱分析  48-50
  3.3 锌粉用量对涂层防腐蚀性能的影响  50-51
  3.4 填料对涂层防腐蚀性能的影响  51-52
  3.5 助溶剂对涂层综合性能的影响  52
  3.6 防沉剂对涂层综合性能的影响  52-54
  3.7 本章小结  54-56
第四章水性外面漆的制备与性能研究  56-69
  4.1 前言  56
  4.2 基料对涂层性能的影响  56-58
  4.3 分散剂对涂层性能的影响  58-60
    4.3.1 分散剂种类对涂层性能的影响  58-59
    4.3.2 分散剂用量对涂料体系粘度的影响  59-60
  4.4 防锈颜料对涂层防腐蚀性能的影响  60-61
  4.5 颜填料体积浓度（PVC）对涂层综合性能的影响  61-62
  4.6 消泡剂对涂层施工性能的影响  62
  4.7 纳米浆料对涂层综合性能的影响  62-64
  4.8 喷涂厚度的控制与体积固含量的计算  64-68
    4.8.1 涂层厚度的控制  64-65
    4.8.2 体积固含量的计算方法  65-68
  4.9 本章小结  68-69
第五章集装箱外用水性防锈漆的综合性能与应用  69-75
  5.1 前言  69
  5.2 综合性能  69-70
  5.3 应用状况  70-74
    5.3.1 集装箱挂板试验流程  70-71
    5.3.2 集装箱挂板试验记录  71-73
    5.3.3 集装箱挂板试验图片  73-74
  5.4 本章小结  74-75
结论  75-76
参考文献  76-81
攻读硕士学位期间取得的研究成果  81-82
附录1  82-83
致谢  83-84
附录  84

集装箱外用水性防锈漆的制备与性能研究

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