带锈表面的预处理及其匹配环氧涂层的应用研究

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1、学校代码：10289分类号：TG17密级：公开学号：129060026江苏科技大学专业硕士学位论文（全日制专业学位）带锈表面的预处理及其匹配环氧涂层的应用研究研究生姓名冯清导师姓名高延敏申请学位类别专业硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业材料工程论文提交日期2015年6月3日研究方向金属表面处理与防腐论文答辩日期2015年6月6日答辩委员会主席晏超评阅人盲审盲审2015年6月3日分类号：TG17密级：公开学号：129060026专业硕士学位论文带锈表面的预处理及其匹配环氧涂层的应用研究学生姓名冯清指导教师高延敏教授江苏科技大学二O一五年六月AThesisSubmitted

2、inFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringApplicationStudyonPretreatmentofRustySurfaceandMatchwithEpoxyCoatingSubmittedbyFengQingSupervisedbyProfessorGaoYanminJiangsuUniversityofScienceandTechnologyJune,2015江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已

3、经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密

4、□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要摘要近年来，人们一直被涂装前金属表面带锈的问题所困扰。由于铁锈成分的复杂性与多样性，它不仅会影响涂层的附着力，还会影响涂层的耐腐蚀性，所以需要对表面锈层进行清除。而传统的除锈方法会造成环境污染，成本增加等问题，因此关于直接在锈层上涂装的方法成为了研究热点。以往的研究主要采用磷酸、单宁酸对锈层进行处理，其不足之处是不能渗入到多孔锈层的内部，并且酸量也很难控制。针对这些问题，本论文选择了具有高表面活性的全氟辛酸铵(PFOA)进行了研究，围绕其与锈层的作用开展了工作，研究内容和结果如下：(1)采用全氟辛酸铵溶液对带锈表面进行浸

5、渍处理，对处理后的表面采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦扫描显微镜、接触角及电化学极化曲线等检测手段，对其结构、元素成分、表面微观形貌、润湿性及耐蚀性进行表征。结果表明，全氟辛酸铵溶液是具有较好扩散性和润湿性的中性溶液，能够渗入多孔的锈层到达基材表面，形成吸附膜，破坏锈层与基材的结合作用。此外，浓度为150g/L时的全氟辛酸铵溶液对带锈表面的处理是优于其它浓度的。(2)虽然全氟辛酸铵溶液的润湿性与渗透性很好，但对带锈表面的耐蚀性和粘结性提高不显著，同时考虑到硅烷偶联剂具有无污染、适用广泛、成膜效果好、对有机涂层粘结

6、性能优异等优点，所以本论文将全氟辛酸铵溶液与硅烷偶联剂(KH550、KH560)相混合使二者产生协同作用，对带锈表面进行浸渍处理后，再对表面进行加热使其固化成膜，对制成的表面膜进行性能检测以确定最佳水解、固化工艺参数。检测结果表明：PFOA/KH550膜与PFOA/KH560膜表面都发生了聚合交联反应，且PFOA/KH550膜与基材表面结合的更强些；当KH550与PFOA的质量比为1:1，KH550的溶液浓度为10%，固化时间为1.5h，固化温度为150℃时所制得的表面膜与其它工艺下所制得的膜相比，厚度最大、对金属基体的包覆率最大、膜的封闭性最好、润湿性适中、耐蚀性显著提

7、升；无论是在不同水解工艺下还是在不同固化工艺下，所制得的PFOA/KH550膜的各性能都要优于PFOA/KH560膜。(3)对带锈表面进行预处理的最终目的是与涂层相匹配，本论文研究了三类不同预处理后的表面(未经处理的带锈表面、经KH550/PFOA混合溶液处理的带锈表面、经KH560/PFOA混合溶液处理的带锈表面)与环氧有机涂层的匹配效果。研究结果表明：经KH550/PFOA溶液处理的表面涂层的各项机械性能是优于其它两类的；表面涂层在经过盐水浸泡62d后，只有KH550/PFOA溶液处理的表面涂层破坏最小，只产生微变色；涂层