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纳米TiO_2改性氯醚树脂防腐涂料的研究

徐小英  
【摘要】:涂覆有机防腐涂料是保护钢材免受腐蚀的有效手段之一,因此对长效、环保、高耐候性涂料的要求越来越高,但是目前防腐蚀涂料还无法满足这种需要,尤其是耐候性方面。氯醚树脂涂料清洁环保、性能优良,具有广阔的应用前景,但目前相关的研究较少。金红石型纳米TiO_2具有较强紫外线屏蔽功能,可提高涂料的耐老化性能。 为了改善传统涂料存在的缺陷,本文以金红石型纳米TiO_2浆料RM301LP为涂料改性剂,并与锐钛型纳米TiO_2P25对涂料性能的影响进行对比,研究可用于海洋大气防腐的新型功能涂料,开展了纳米TiO_2改性氯醚树脂涂料的一系列探索性研究。利用沉降法研究了纳米TiO_2分散的最佳条件,TEM检测表明纳米TiO_2在溶剂中基本达到了纳米态的分散;利用交流阻抗实验考察了涂层的防腐性能,紫外加速老化实验考察了涂层的耐老化性能,并用红外、光电子能谱对氯醚树脂老化机理进行了初探。 论文首先对纳米TiO_2在有机溶剂中的分散稳定性进行了研究,结果表明,不同产地和表面处理方法的纳米TiO_2所用分散剂及分散剂用量不同。分散剂用量约为普通TiO_2所用分散剂量的10~15倍。 纳米TiO_2对氯醚树脂的改性研究表明,纳米浆料RM301LP可以使涂层的硬度提高1~2个等级;含纳米浆料RM301LP涂层的耐热海水浸泡性能、耐紫外线性能有所提高,且随TiO_2含量增大,涂层性能变好;与锐钛型纳米TiO_2P25相比,金红石型纳米浆料RM301 LP能够阻止紫外线对氯醚树脂涂层的老化降解。 论文就金红石型纳米TiO_2RM301LP对氯醚树脂防腐涂料性能的影响进行了初步探索。研究表明,纳米TiO_2含量约为1.8%(相对于总质量)可以提高氯醚树脂防腐涂料的耐蚀性能。通过实验获得最佳防腐涂料配方为:0.5~1.0g纳米TiO_2B,25.6g氯醚树脂,33.4g二甲苯,1.4g氯化石蜡52~#,1.5g 15%有机膨润土浆,0.8g氧化铬绿,7.7g云母氧化铁灰,0.6g非浮型铝粉。该配方有待进一步的研究,并用于形成商品化产品。 锐钛型纳米TiO_2P25明显加速氯醚树脂的老化,通过IR和XPS分析推断树脂老化的机理为:纳米TiO_2表面产生的自由基攻击树脂中亚甲基的氢原子,发生脱氯化氢生成双键;双键被臭氧氧化发生断链裂解。同时实验中还发现,在老化过程中,氯醚树脂涂层中氯、氧元素趋于表面分布而钛元素却趋于内层分布,该现 重庆大学硕士学位论文 象的内在机制有待进一步的研究。


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