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《昆明理工大学》 2003年
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高耐蚀锌基涂料制备工艺及其性能研究

李爱莲  
【摘要】:高耐蚀锌基涂料技术是近年来发展起来的一种金属防腐蚀新技术,因其具有无污染、高耐蚀性、无氢脆等优点,故在许多工业领域中得到了日益广泛的应用。本文介绍了高耐蚀锌基涂料技术的历史及其在国内外的研究和应用情况,以及涂层性能特点。阐述了镀锌钝化膜的成膜及其耐蚀机理,高耐蚀锌基涂层的成膜机理及其防腐机理,并将锌基涂层和镀锌钝化膜进行比较,突出了锌基涂层耐蚀性的优越性。 本文研究了采用自制的片状锌粉,铬酸和重铬酸钾按一定的比例混合而成的铬酸组分,由溶剂、乳化剂和表面活性剂等有机物混合而成得到有机物组分,三者混合搅拌均匀得到高耐蚀锌基涂料。采用离心浸涂的处理方式,经烘烤固化得到高耐蚀锌基涂层。 研究了不同工艺条件对锌基涂层耐蚀性的影响,从中筛选出的最佳工艺条件为:搅拌时间1h为宜,甩液时电压控制在120V,甩液时间30s左右即可。烘干温度80±5℃,时间为10-20min,烧结温度为280-300℃,时间为20-30min时,所形成的高耐蚀锌基涂层的综合性能最佳。含铬组分的pH值以0.8-2.8为宜,最终涂料的pH值在4.5-6.0之间。 采用万能金相显微镜,分析涂层的表面形貌和断面形貌,结果表明:整个涂层很均匀,涂层和基体结合紧密,涂层的厚度也比较均匀。 各种耐蚀性试验证明:锌粉粒度越细,所得锌基涂层耐蚀性越好,当锌粉粒度小于300目时,所得高耐蚀锌基涂层的耐蚀性明显优于镀锌层。本试验中,采用自制的片状锌粉,锌粉的粒径大于5μm小于10μm,其厚度小于0.5μm。锌粉含量控制在280-320g/L为佳。 试验证明:铬酸组分采用混合铬酸(CrO_3:K_2Cr_2O_4=7:3)比采用单一铬酸所得涂层性能要好,铬酸含量过高,在烧结过程中涂层可能析出黄色的CrO_3,涂层耐蚀性下降,表面质量差,涂层呈现黄绿色;涂层有锌粉脱落,结合力不够。铬酸不足,锌粉之间,锌粉和基体之间粘结不牢,高耐蚀锌基涂层结合力不理想,有脱落现象,膜层发黑、粉化,本试验控制在40-44g/L。 昆明理工大学硕士学位论文摘要 本研究选用的溶剂3是一种芳香族烃类溶剂,同时加一种潜溶剂(有机醇) 后涂料分散得很好,涂层光滑、平整,颜色为亚银光色。所加溶剂的量越高,所 得高耐蚀锌基涂层耐蚀性越好,当加到120目L时,所得高耐蚀锌基涂层的耐蚀性 明显提高很多,不需再继续增加,故本试验控制在1209/L。 还原剂对提高锌基涂层的质量有着重要的意义,它的加入很大程度上改善了 涂层的外观,又不影响涂层的性能,还能防止析出而导致脱层现象,本试验选609/L 为佳。 试验表明:涂层的表面粗糙度随着乳化剂量的增加而逐渐变得平滑,细腻。 乳化剂的加入,直接影响到涂料是否能够充分混合,使涂料分散均匀,也影响到 涂料的流平性和粘稠度,但它对涂层的耐蚀性影响不大,本试验控制在26叨J。 腐蚀试验表明,.表面活性剂的量对所得高耐蚀锌基涂层耐蚀性影响不大,当 加到305几时,所得高耐蚀锌基涂层的耐蚀性很好,若继续增加,涂层的耐蚀性变 化不大,反而有所降低,故在保证涂层的均匀和良好的结合力的情况下,表面活 性剂的含量不宜太高,含量低一点涂层的耐蚀性更好。本试验控制在30乡毛。 结果表明,采用自制的片状锌粉,在优化工艺条件下制备的高耐蚀锌基涂层 均匀致密,对钢材具有优良的防腐蚀效果,盐雾试验的出红锈时间大于80oh,耐 腐蚀性远高于普通镀锌层。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TG174

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