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无机-有机复合耐高温水性防腐蚀涂料的制备与性能研究

作　者: 孟晖
导　师: 陈中华；陈海洪
学　校: 华南理工大学
专　业: 材料工程
关键词: 耐高温硅酸盐苯丙乳液玻璃料水性涂料
分类号: TQ630.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文制备了一种无机与有机复合成膜的新型水性环保耐高温涂料,并对其防腐蚀功能进行了探讨,发现涂料不仅可以承受高温环境下的热、氧老化破坏,还可以承受其他化学介质（如盐水、盐雾、汽油等）的腐蚀。论文主要分两个部分:第一部分研究了涂料基本的耐高温性能。实验选取了耐高温性能、耐化学品腐蚀性能优异的无机组分-模数m等于3.05的经过过滤除杂的高清水溶性硅酸钾F（简称钾水玻璃）,并添加无皂乳液聚合方式得到的有机组分-苯丙乳液B来混合、冷拼,改善钾水玻璃的耐水性差、固化速度慢以及柔韧性不足等缺点。实验研究了决定两种组分复合的相容性问题。实验发现,水玻璃的高pH值（13～14）和高杂质粒子（主要为Fe锈或S2-等）浓度是导致有机乳液破乳的主要因素;当无机/有机配比为3:1（固含量之比）时,耐高温性能最好,综合机械性能优良。制备耐高温涂料的另外的关键因素是耐高温颜填料的选择,在选定700～800℃为我们的目标温度的前提下,我们加入质量分数为5.64%、熔点为700℃的玻璃粉,制备的耐高温涂料在700℃下可长期工作,并且可承受800℃的高温1h。通过扫描电子显微镜（SEM）图片看出,高温之后形成的釉质可以很好的包覆在填料表面,而且还可以填补有机物质挥发后留下的气孔。实验中还研究了颜基比（P/B）对漆膜耐高温性能的影响,发现当颜基比P/B等于2:1时涂料具有最优的耐高温等综合物理化学性能。本章最后还探讨了漆膜的厚度对涂料性能的影响,发现当漆膜在90～120μm时不仅可以很好的保护钢板基材,而且还兼具良好的物理机械性能。第二部分在研究了涂料耐高温性能的同时,重点考察了涂料的防腐蚀性能等综合性能。实验通过引入另外一种与水溶性硅酸钾F相容性更好的苯丙乳液A提高漆膜的耐水性等,引入SiO₂水溶胶通过变相提高水玻璃的模数、并降低体系PH值从而增进水玻璃与苯丙乳液相容性的方法改善漆膜的耐热性、耐水性以及表观性能等。通过实验发现,当苯丙乳液A占总乳液量的1/3、SiO₂溶胶的固含占全部无机成膜组分固含量的5%时,耐水性能、耐高温性能以及涂料的施工性能都有明显提高,涂膜耐水240h后无变化,耐5%NaCl水和中性盐雾都超过100h,耐800℃的时间也可以从2h增加到5h。最后,我们在涂料中加入了4.93%的纳米级的二氧化钛浆料,提高了漆膜的硬度,耐水、耐盐水性能有一定程度的提高。扫描电镜图片也发现此种配比下漆膜最致密。实验最后将我们制备的复合水性耐高温涂料与市场上应用广泛的天津“双狮”牌有机硅耐高温涂料（油溶性）作对比,发现除在干燥时间、耐冲击性能（高温前后）存在差距之外,在其他性能,包括耐高温极限、硬度等方面具有优势。

无机-有机复合耐高温水性防腐蚀涂料的制备与性能研究

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