水性環(huán)氧涂層-碳鋼體系腐蝕電化學(xué)行為研究.pdf

1、水性涂料替代傳統(tǒng)溶劑型涂料是涂料工業(yè)的發(fā)展趨勢，其具有低污染和低成本的優(yōu)點(diǎn)，在金屬防護(hù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但目前水性防護(hù)涂層的性能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到溶劑型涂層的水平。機(jī)械零部件在安裝、拆卸和使用過程中承受著不同程度的磨損，導(dǎo)致涂層防護(hù)壽命降低，因此，具有優(yōu)異防腐性能同時兼具耐磨、潤滑等功能性是機(jī)械零部件防護(hù)涂層發(fā)展的新要求。本文以用于海洋工程的緊固件腐蝕防護(hù)涂層為工程研究背景，以水性環(huán)氧清漆為涂層基料，通過加入不同的顏料，制備了具有防腐性能同

2、時兼具潤滑性能的緊固件水性防護(hù)涂層。采用電化學(xué)阻抗譜(EIS)、掃描電鏡(SEM)和拉曼(Raman)光譜等測試技術(shù)研究了涂層中水的傳輸及浸泡過程中涂層膿鋼體系的腐蝕電化學(xué)行為，研究了顏料種類、含量、顏料與水性環(huán)氧樹脂相容性對涂層抗?jié)B透能力的影響。并將掃描振動電極技術(shù)(SVET)和EIS相結(jié)合，研究了帶有人造缺陷的不同涂層/碳鋼體系的腐蝕電化學(xué)行為，深化了對涂層陰極剝離行為的認(rèn)識。 首先，研究了水性環(huán)氧清漆中水的傳輸行為，結(jié)果表

3、明，水性環(huán)氧清漆的抗?jié)B透能力低于傳統(tǒng)溶劑型環(huán)氧涂層。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)造成該現(xiàn)象的主要原因是清漆中存在大量納米級微觀缺陷。并且發(fā)現(xiàn)涂層的剝離機(jī)理是陰極剝離，缺陷處暴露的碳鋼為陽極，剝離前緣處是陰極。 進(jìn)而，向水性環(huán)氧清漆中分別加入聚四氟乙烯(PTFE)、鱗片鋁粉和納米鋁粉來提高涂層的防腐性能。結(jié)果表明，PTFE復(fù)合涂層可實(shí)現(xiàn)自分層結(jié)構(gòu)，而且PTFE在涂層表面富集，賦予涂層潤滑功能，但PTFE與水性環(huán)氧樹脂的界面存在縫隙，導(dǎo)致FIF

4、E復(fù)合涂層防腐性能下降。進(jìn)行了利用鱗片狀鋁粉來提高水性環(huán)氧涂層防腐性能的研究。發(fā)現(xiàn)隨著顏料體積濃度(PVC)增大，鱗片鋁粉改性涂層的抗?jié)B透能力下降。高PVC涂層浸泡過程中出現(xiàn)微弱的陰極保護(hù)作用，腐蝕產(chǎn)物堵塞涂層缺陷，短期內(nèi)使涂層變得致密，但長期浸泡，由于涂層孔隙率較大，鋁粉不能有效改善涂層防腐能力。 還進(jìn)行了向水性環(huán)氧樹脂中加入納米鋁粉以提高涂層致密性的研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)顏料含量為1％時，涂層的抗腐蝕介質(zhì)滲透能力最好。并且納米鋁粉還具