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聚苯胺/石墨纳米片复合导电防腐涂料制备及性能研究

张磊  
【摘要】:电力接地网是保证电力系统安全运行的重要装置。由于接地网长期深埋地下,易发生电化学腐蚀而破坏。目前最常用的镀锌钢接地无法从根本上解决接地网腐蚀问题。导电防腐涂料作为一种兼顾导电性和防腐性的功能型涂料,为解决接地网腐蚀问题提供了新途径。传统导电防腐涂料导电性和防腐性差,易点蚀。为改善涂料导电性和防腐性,提高涂料抗点蚀性能,本论文以聚苯胺和石墨纳米片为填料,环氧树脂为成膜树脂,制备新型导电防腐涂料。通过SEM、FT-IR和TG测试分析聚苯胺和石墨纳米片形貌、结构、热稳定性;通过静置沉降试验和SEM测试分析偶联剂对聚苯胺分散性能影响;通过电导率测试表征聚苯胺和涂层的导电性能;通过浸泡试验、盐雾试验和塔菲尔极化曲线等测试表征涂层的防腐和抗点蚀性能。1、盐酸掺杂态聚苯胺最佳合成工艺:反应温度0℃,盐酸浓度1.0 mol/L,过硫酸铵与苯胺摩尔比1:1,反应时间6 h。本征态聚苯胺制备工艺:将盐酸掺杂态聚苯胺与0.1 mol/L氨水反应4 h脱掺杂。樟脑磺酸掺杂聚苯胺最佳制备工艺:反应温度0℃,樟脑磺酸与聚苯胺摩尔比1:1,反应时间8 h。2、选用硅烷偶联剂KH570,采用预处理方式添加时,聚苯胺在环氧树脂中分散较均匀。PANI-EB具有最佳防腐和抗划伤性能,当PANI-EB添加量为0.2%时,涂层防腐和抗划伤性能最佳。3、石墨纳米片的加入提高了涂料的导电性能,随着石墨纳米片含量的增加,涂料的导电性能先增加后减小。当石墨纳米片含量为7.5%时,涂料导电性能最佳,体积电阻率达到1.72Ω·cm。涂料具有良好的的防腐和抗划伤性能,附着力为1级。本文制备的聚苯胺/石墨纳米片/环氧树脂导电防腐涂料不仅具有较好的导电性和防腐性能,而且具有独特的抗划伤性能,能解决涂层易点蚀问题,有效地延长接地网使用寿命,满足电力接地网使用要求。


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