納米ZrO2復(fù)合水性環(huán)氧鋅鋁涂層的制備與性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)的溶劑型環(huán)氧富鋅涂層由于其良好的耐蝕性能以及犧牲型保護的特點在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛地應(yīng)用。然而環(huán)氧富鋅涂層中較高的鋅粉含量，易在生產(chǎn)操作中造成“鋅熱病”。此外，溶劑型涂料在制備與使用過程中會排放大量有機揮發(fā)物，隨著社會環(huán)保意識的逐漸增強及相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)地陸續(xù)出臺，有機溶劑的使用受到了越來越多的限制，環(huán)氧涂料水性化成為了發(fā)展的必然趨勢，但目前水性涂料的耐蝕性能還有待進一步提高。
　　本課題在環(huán)氧富鋅涂層和無鉻鋅鋁涂層研究的基礎(chǔ)上，

2、采用鋅鋁合金粉代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋅粉來降低涂層中金屬粉用量，利用化學(xué)改性法使環(huán)氧樹脂水性化，從而減少有機溶劑的使用。通過單因素試驗確定水性環(huán)氧鋅鋁涂料中各組分大致含量，根據(jù)主要組分設(shè)計5因素4水平的正交試驗，通過評價涂層外觀、結(jié)合力和耐蝕性能確定理想配方。最后運用 SEM、EDS、XRD等測試手段分析涂層微觀組織形貌及成分，并研究涂層硬度、結(jié)合力及耐蝕性能。結(jié)果表明：水性環(huán)氧鋅鋁涂料的理想配方為（質(zhì)量百分比），鋅鋁合金粉30.5％、水性環(huán)氧樹脂1

3、1%、固化劑19.5%、分散劑4%、成膜助劑7%、消泡劑及其他助劑1-2%、余量為蒸餾水；涂層表面形貌為鱗片狀鋅鋁粉平行搭接構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)，涂層厚度約為25μm，與基體結(jié)合良好，在3.5%NaCl溶液中涂層腐蝕電位和腐蝕電流分別為-0.944V和1.829×10-7 A?cm-2，5%NaCl中性鹽霧試驗中涂層保持45d不出現(xiàn)紅銹。
　　在此基礎(chǔ)上，為進一步提高水性環(huán)氧鋅鋁涂層的耐蝕性能，本文利用硅烷偶聯(lián)劑KH550改性ZrO2納

4、米顆粒，并將其加入到涂層中制備納米復(fù)合鋅鋁涂層。ZrO2納米顆粒表面改性效果較好條件為：KH550用量5%，溶液pH值為6，水解時間60min。ZrO2納米顆粒最佳添加量為1.5%，添加ZrO2納米顆粒后，涂層表面硬度提高16.9%，涂層摩擦系數(shù)降低，耐磨性能得到改善；涂層的吸水率下降，耐水性和耐酸堿性能得到明顯提升。在3.5%NaCl溶液中涂層腐蝕電流降低一個數(shù)量級，達到1.094×10-8 A·cm-2，在5%NaCl中性鹽霧試驗中