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不锈钢水性耐指纹涂料技术研究

作　者: 谢娥梅
导　师: 王海人
学　校: 湖北大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 无铬耐指纹涂料环氧树脂硅氧烷耐指纹性耐腐蚀性
分类号: TQ637
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

近年来,钢板的耐指纹处理技术成为提高其产品附加值的重要方法之一,现已广泛应用于家用电器、汽车和建筑材料等领域。耐指纹处理体系传统上是使用铬酸盐复合体系,但其中的六价铬对人体和环境都有严重的危害并被列为致癌物,因此寻找一种环保且具有良好耐腐蚀性的耐指纹处理方法成为必然。本论文主要采用向含硅水性环氧丙烯酸乳液中添加色浆及一些助剂,对水性环氧丙烯酸乳液进行改性的方法,制得彩色无铬耐指纹涂料。而且对不锈钢的涂装工艺进行了研究,并根据行业标准,对涂装后耐指纹膜的主要性能进行了测试分析。主要考察了涂膜的耐指纹性,耐腐蚀性(包括极化曲线,交流阻抗,盐雾实验和耐溶剂性),硬度,附着力等。结果表明,作者所制得的彩色无铬耐指纹涂料固化成膜后,具有优异的耐指纹和耐腐蚀性能等。并得出以下结论：在涂装实验过程中,涂装工艺中配置的植酸浓度应为5×10-3mol/L (pH为6.90),如果植酸浓度过大,酸性太强会导致基体溶解,不利于植酸自组膜的形成。可能是由于植酸在水溶中可进行不同程度的电离,形成带不同数量负电荷的植酸根离子,同时释放出大量的水合氢离子。(1)耐指纹性能测试：本文制得的蓝色、绿色和咖啡色三种颜色的耐指纹板的色差值△E的平均值均小于2,说明不锈钢试样具有优异的耐指纹性。(2)涂层附着力测试：蓝色、绿色、咖啡不锈钢耐指纹板的的附着力等级为“0”级(附着性最好为“0”等级)。这说明经过植酸桥接处理过的金属表面与有机涂料有着很强的粘接力。(3)电化学测试：涂层经过植酸桥接处理后的不锈钢试样极化曲线和交流阻抗中的极化电阻Rp明显大于空白试样和直接用涂料的不锈钢试样。(4)耐盐雾测试：未经处理的试样在经过240h盐雾试验后出现锈渍的面积达到70%,从最初的点蚀到均匀腐蚀阶段,但是经过耐指纹涂料处理的试样经过240h耐盐雾试验,其表面出现锈渍的面积小于20%。实验结果说明经过耐指纹处理可以大大提高基体的耐腐蚀性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-26
  1.1 课题背景  9-12
  1.2 耐指纹涂层的研究进展  12-17
    1.2.1 耐指纹处理原理  12-13
    1.2.2 耐指纹涂料的主要成份及作用  13-14
    1.2.3 涂层涂覆的一般方法  14-17
    1.2.4 国内外耐指纹处理发展现状  17
  1.3 耐指纹板的研究进展  17-22
    1.3.1 反应型铬酸盐处理  18
    1.3.2 干铬酸盐涂层钢板  18
    1.3.3 有机复合覆膜钢板  18-19
    1.3.4 无铬化学处理覆膜钢板  19-22
  1.4 彩色不锈钢发展历程  22-24
  1.5 本研究课题的目的、主要研究内容及创新点  24-26
第二章实验部分  26-32
  2.1 实验原料及仪器  26-28
  2.2 耐指纹处理工艺与条件  28-29
    2.2.1 工艺流程与条件  28
    2.2.2 碱洗除油的工艺及配方  28-29
    2.2.3 植酸组装液的自组装实验  29
    2.2.4 含硅水性环氧丙烯酸酯乳液的制备  29
    2.2.5 不锈钢无铬水性耐指纹涂料的制备  29
  2.3 测试与表征  29-32
    2.3.1 含硅水性环氧丙烯酸酯乳液的表征  29
    2.3.2 涂料涂装技术及耐指纹钢板的综合性能测试及评价  29-32
第三章结果与讨论  32-48
  3.1 含硅水性环氧丙烯酸酯乳液表征  32-33
    3.1.1 红外光谱分析  32-33
  3.2 不锈钢表面植酸自组装的性能与表征  33-38
    3.2.1 红外光谱测试  33-34
    3.2.2 动电位极化曲线测试  34-37
    3.2.3 扫描电子显微镜  37-38
    3.2.4 接触角测试  38
  3.3 不锈钢无铬水性耐指纹涂料的涂装与性能表征  38-47
    3.3.1 表面形貌观察  38-40
    3.3.2 耐指纹性  40
    3.3.3 涂层附着力  40-42
    3.3.4 硬度测试  42-43
    3.3.5 电化学测试  43-46
    3.3.6 中性盐雾试验  46-47
    3.3.7 耐溶剂性  47
  本章小结  47-48
第四章总结  48-49
附录：攻读学位期间发表的学术论文  49-50
参考文献  50-59
致谢  59

不锈钢水性耐指纹涂料技术研究

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