含氟丙烯酸酯改性有機(jī)-無機(jī)復(fù)合防腐蝕涂層的制備及其性能研究.pdf

1、溶膠-凝膠法是制備有機(jī)-無機(jī)復(fù)合涂料最主要的技術(shù)，因而得到了廣泛的研究。溶膠-凝膠所制得的復(fù)合涂層對(duì)金屬基材表面與表現(xiàn)出優(yōu)異的附著力。盡管如此，溶膠-凝膠涂層的防腐蝕性能仍然是有限的，主要是由于無機(jī)涂層結(jié)構(gòu)的致密性不夠，在固化過程中易發(fā)生開裂，造成涂膜缺陷。
　　本文以正硅酸乙酯（TEOS）和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（MPTS）為前驅(qū)體，稀硝酸為催化劑，通過溶膠-凝膠法制備有機(jī)-無機(jī)復(fù)合基礎(chǔ)溶膠?？疾烨膀?qū)體配比、體系pH

2、值、催化劑酸種類、加水量、溶劑乙醇量等反應(yīng)條件以及陳化時(shí)間、涂層厚度、固化溫度等涂膜制備條件對(duì)復(fù)合涂層性能的影響。
　　然后以甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）為疏水性有機(jī)單體，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）為交聯(lián)劑，過氧化苯甲酰（BPO）作引發(fā)劑，自由基引發(fā)聚合，對(duì)TEOS/MPTS基礎(chǔ)溶膠進(jìn)行改性，制備具有交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的疏水性復(fù)合涂料?？疾炝艘l(fā)劑用量及加入方式、聚合溫度、交聯(lián)劑TMPTMA用量及含氟有機(jī)單體DFMA

3、加入量等實(shí)驗(yàn)條件對(duì)改性復(fù)合涂層性能的影響。
　　以TEOS為前驅(qū)體，氨水作為催化劑，制備單分散納米SiO2顆粒，并以MPTS對(duì)其進(jìn)行表面改性?？疾觳煌に嚄l件對(duì)納米SiO2顆粒粒徑以及對(duì)MPTS接枝率的影響。將單分散納米SiO2顆粒摻雜于含氟丙烯酸酯改性后的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合溶膠中，考察納米SiO2顆粒加入量對(duì)復(fù)合涂層性能的影響。
　　利用紅外光譜（FTIR）、掃描電鏡（SEM）、接觸角測試(CA)、熱重分析（TGA）、附著力測

4、試、硬度測試、耐沖擊性測試、電化學(xué)測試以及鹽霧試驗(yàn)等方法對(duì)涂層進(jìn)行表征，結(jié)果如下：
　　1、有機(jī)-無機(jī)復(fù)合涂料制備的最佳工藝條件為：原料摩爾配比n(MPTS):n(TEOS):n(EtOH)=1:1:4，加水量R=3，稀硝酸作催化劑，體系pH=4，陳化7天后涂膜，涂層厚度為15μm，固化溫度為120℃，涂層附著力可達(dá)3級(jí)，硬度為4H，耐沖擊高度達(dá)23cm，涂覆于馬口鐵基材上可耐鹽霧腐蝕72h以上。
　　2、含氟丙烯酸酯改性有

5、機(jī)-無機(jī)復(fù)合涂料制備的最佳工藝條件為：原料摩爾配比n(MPTS):n(TMPTMA):n(DFMA)=1:0.4:0.375，BPO作引發(fā)劑，加入量為反應(yīng)單體中C=C雙鍵總量的1％（摩爾比），聚合溫度為70℃。涂層附著力提高到2級(jí)，硬度達(dá)到5H，耐沖擊高度提升至28cm；涂料熱穩(wěn)定性提高；疏水性有較大提高，水接觸角提高到96°；適量DFMA加入，涂層均勻無明顯缺陷；腐蝕電流密度低至2.685×10-9A cm-2，相較于馬口鐵裸板下降了

6、4個(gè)數(shù)量級(jí)；低頻區(qū)交流阻抗值為3.42×106Ω cm2，與裸板相比上升了3個(gè)數(shù)量級(jí)；涂層可耐240h鹽霧；在NaCl溶液中浸泡數(shù)天后仍然有較好的防腐蝕效果；耐化學(xué)溶劑腐蝕性提高。
　　3、單分散納米SiO2顆粒制備的最佳工藝條件為：原料摩爾配比n(TEOS):n(NH3·H2O):n(H2O)=8:5:20；對(duì)其進(jìn)行改性的MPTS最佳加入量為納米SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的15％，有效改善納米SiO2的團(tuán)聚現(xiàn)象、提高其在溶劑中的分散效果和