技术原理论文提纲

论文题目：工业漆水性化技术原理及其应用

摘要：工业漆是应用于工业生产设备、集装箱、船舶、桥梁、储气罐、化工设备、铁路油轮、港口机械、管道、钢结构和混凝土等的防护与装饰漆。传统工业漆主要以有机溶剂为分散介质,挥发大量的苯、甲苯、二甲苯、甲醛等有毒有害物质。以水为分散介质的环保水性工业漆具有无毒、无刺激、不易燃、低成本、价格便宜等特点,使得水性工业漆具有较大的市场应用前景,工业漆水性化技术更具有发展优势。然而,以水性工业漆等替代溶剂型工业漆在制备及应用中仍存在较多的问题有待解决,如闪锈与返锈问题、涂层耐性不佳、干燥成膜速度较慢等。本研究以工业漆水性化技术原理及其应用为主线,通过对现阶段溶剂型工业漆实现水性化技术的方法及其存在的问题分析、对现阶段工业漆水性化之后成膜时其微观运动状态及其可能对涂膜性能产生影响的总结,最后以改善水性漆的耐腐蚀性为切入点,以环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯三大体系为辅助基料,分别从功能填料与成膜树脂两个方面提高水性涂层的防腐性等其他性能,实验结果如下:（1）通过一步法制备了二维体系多片层还原氧化石墨烯-锌铝类水滑石复合填料,然后用3-氨基基三乙氧基硅烷进行改性,得改性的还原氧化石墨烯-锌铝类水滑石复合材料（M-r GO-Zn Al-LDH）,并与水性环氧树脂复配制备复合涂层（M-r GO-Zn Al-LDH/EP）。通过调节氧化石墨烯（GO）和锌铝类水滑石（Zn Al-LDH）的复合比及M-r GO-Zn Al-LDH杂化物的加入量,研究了M-r GO-Zn Al-LDH杂化物对涂层耐蚀性的影响。动电位极化曲线,电化学阻抗谱（EIS）和盐雾试验研究了M-r GO-Zn Al-LDH/EP复合涂层的防腐蚀性能,发现当GO:Zn Al-LDH比例为2:1,添加量为0.5 wt%时,涂层的耐腐蚀性明显提高。M-r GO-Zn Al-LDH/EP（2:1-0.5 wt%）的腐蚀电流密度（icorr）仅为0.0733μA/cm~2,极化电阻（Rc）达到2.77E+4Ωcm~2,纯EP的icorr为0.4691μA/cm~2,纯EP的Rc为2.10E+3Ωcm~2,表明M-r GO-Zn Al-LDH微纳米填料相对于水性环氧树脂具有较高的耐腐蚀性能。（2）通过将制备的具有最优异性的还原氧化石墨烯/锌铝类水滑石二维复合多片层功能填料与具有隔热性能的改性钛白粉复配为三维体系的组合功能纳米填料,并对其在隔热防腐涂层中的应用性能研究,结果表明:添加适量改性还原氧化石墨烯/锌铝类水滑石复合片层功能材料、改性钛白粉（8.0wt%）的复合涂层,其耐腐蚀性明显优于其他添加量的防腐隔热涂层,综合应用性能最优;（3）设计并制备了新型氟化中间体,然后用其部分替代2,2-羟甲基丙酸在水性聚氨酯中的使用量并合成了新型氟化聚氨酯,极大程度的改善了水性工业涂层的耐腐蚀性能;其中以氟化中间体的添加量为2.4wt%的氟化聚氨酯性能最好,其塔菲尔电流密度最低（0.0099μA/cm~2）、交流阻抗最大（3.13E+6Ωcm~2）、耐盐雾性能最好,综合应用性能最优。

关键词：还原氧化石墨烯;锌铝类水滑石;氟化聚氨酯;复合涂层;耐腐蚀性

学科专业：材料物理与化学

摘要

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第一章 绪论

1.1 简介

1.1.1 工业漆的分类

1.1.2 工业漆水性化技术

1.2 水性工业漆用树脂制备与改性

1.2.1 水性丙烯酸系树脂

1.2.2 水性聚氨酯树脂

1.2.3 水性环氧树脂

1.2.4 水性醇酸树脂

1.2.5 其他水性树脂

1.3 水性工业漆涂装成膜机制

1.3.1 溶剂型工业漆成膜机理

1.3.2 水性工业漆成膜机理探讨

1.3.2.1 水分散型工业漆

1.3.2.2 水稀释型工业漆

1.4 研究背景与目的及内容

1.4.1 研究背景

1.4.2 研究目的及内容

第二章 实验部分

2.1 实验原料

2.2 实验仪器

2.3 实验内容及方案

2.3.1 还原氧化石墨烯/锌铝类水滑石复合材料的制备

2.3.2 还原氧化石墨烯/锌铝类水滑石/环氧树脂复合涂层的制备

2.3.3 新型防腐隔热复合涂层的制备

2.3.4 新型氟化聚氨酯的合成

2.4 分析测试方法

2.4.1 红外光谱分析(FTIR)

2.4.2 X射线衍射分析(XRD)

2.4.3 扫描电子显微镜分析(SEM)

2.4.4 透射电子显微镜分析(TEM)

2.4.5 核磁共振分析(F-NMR)

2.4.6 热失重分析(TGA)

2.4.7 X射线荧光光谱分析(XRF)

2.4.8 接触角测定仪(CONTACT ANGLE)

2.4.9 乳液及涂层相关性能测试及表征

第三章 还原氧化石墨烯/锌铝类水滑石复合材料的制备及性能研究

3.1 研究背景

3.2 还原氧化石墨烯/锌铝类水滑石复合材料的结构分析

3.2.1 复合材料的红外光谱分析

3.2.2 复合材料的X射线衍射分析

3.2.3 复合材料的微观形貌分析

3.3 本章小节

第四章 还原氧化石墨烯/锌铝类水滑石/环氧树脂复合涂层制备与性能研究

4.1 研究背景

4.2 还原氧化石墨烯/锌铝类水滑石/环氧树脂复合涂层的性能分析

4.2.1 不同复合比的杂化填料对涂层硬度的影响

4.2.2 不同复合比的杂化填料对涂层附着力的影响

4.2.3 不同复合比的杂化填料对涂层耐冲击性的影响

4.2.4 不同复合比的杂化填料对涂层热性能的影响

4.2.5 不同复合比的杂化填料对涂层电化学性能的影响

4.2.6 不同复合比的杂化填料对涂层耐盐雾性能的影响

4.3 还原氧化石墨烯/锌铝类水滑石/环氧树脂复合涂层的结构分析

4.3.1 改性还原氧化石墨烯/锌铝类水滑石复合材料的红外分析

4.3.2 复合涂层的微观形貌分析

4.4 复合涂层的耐腐蚀机理分析

4.5 本章小节

第五章 新型防腐隔热复合涂层的制备与性能研究

5.1 研究背景

5.2 新型防腐隔热复合涂层的性能分析

5.2.1 改性钛白粉的添加量与漆膜硬度的关系

5.2.2 改性钛白粉的添加量与漆膜附着力的关系

5.2.3 改性钛白粉的添加量与漆膜耐冲击性的关系

5.2.4 改性钛白粉的添加量与漆膜光反射率的关系

5.2.5 改性钛白粉的添加量与漆膜电化学性能的关系

5.2.6 改性钛白粉的添加量与漆膜耐盐水浸泡性的关系

5.3 本章小节

第六章 新型氟化聚氨酯的制备及性能研究

6.1 研究背景

6.2 新型氟化中间体的制备与结构表征

6.2.1 新型氟化中间体的红外光谱(FTIR)分析

6.2.2 新型氟化中间体的核磁结构鉴定

6.3 氟化聚氨酯的制备与性能分析

6.3.1 氟化中间体的添加量与树脂本征性能的关系

6.3.2 氟化中间体的添加量与漆膜光泽度的关系

6.3.3 氟化中间体的添加量与漆膜硬度的关系

6.3.4 氟化中间体的添加量与漆膜附着力的关系

6.3.5 氟化中间体的添加量与漆膜耐冲击性的关系

6.3.6 氟化中间体的添加量与漆膜热性能的关系

6.3.7 氟化中间体的添加量与漆膜表面含氟量的关系

6.3.8 氟化中间体的添加量与漆膜接触角的关系

6.3.9 氟化中间体的添加量与漆膜电化学性能的关系

6.3.10 氟化中间体的添加量与漆膜耐盐雾性的关系

6.4 本章小节

第七章 总结与展望

7.1 实验结论部分

7.2 创新点

7.3 展望

参考文献

致谢