高强钢表面水性无机磷酸盐防护涂料的制备与性能研究

【摘要】：针对高强钢耐腐蚀性较差的问题,本文研究了一种水性无机磷酸盐表面防护涂料底漆与面漆,并采用空气喷涂的方式分别将底漆与面漆涂料涂敷到高强钢基体表面,制备出一种耐腐蚀、抗高温氧化的含铝磷酸盐防腐涂层。采用正交试验法优化底漆面漆涂料配方,并对涂层的表观形貌,涂层的厚度、硬度、附着力、耐磨性能等综合性能进行测试,采用中性盐雾试验、模拟海水全浸泡试验、电化学测试对涂层在常温环境中的耐腐蚀性能进行分析,采用600℃高温氧化试验对涂层在高温环境中的抗高温氧化性能进行分析与研究。研究结果表明:采用正交试验法优化的底漆涂料最佳配方为蒸馏水:磷酸二氢铝:氧化锌:氧化镁:铬酸镁:铝粉=30:15:0.4:0.4:3.0:36;面漆涂料最佳配方为蒸馏水:磷酸二氢铝:氧化锌:氧化镁:铬酸镁:铝粉:正硅酸四乙酯=15:15:0.4:0.4:2.4:4.5:0.6。涂料的固化工艺为120℃固化2h后升温至220℃固化17h。制备出的底漆面漆共同涂覆涂层厚度为117.4μm,涂层附着力为10.66MPa,涂层硬度为3H。防腐性能测试结果表明:中性盐雾试验1000h后涂层保持稳定,表面无腐蚀产物形成;模拟海水全浸泡试验21d后,涂层表面未发生明显腐蚀,局部出现锈点;电化学测试中,涂层的自腐蚀电位明显高于基体,涂层的容抗弧幅值大于基体。涂层具有优异的耐腐蚀性能,在常温腐蚀环境中能够对高强钢基体形成有效防护。600℃抗高温氧化试验结果表明在高温氧化试验100h后涂层的氧化增重远小于高强钢基体,在试验过程中涂层的氧化速度始终低于基体,抗高温氧化等级为完全抗氧化性,具有优异的抗高温氧化性能。