摘要
金属腐蚀已成为工业发展中的一大障碍,它不仅造成了巨大的经济损失,同时也引发了一系列的安全事故。寻找高效、安全的防腐手段成为越来越急迫的需求。涂层防腐是一种性价比较高的防腐手段,其中的溶剂型环氧涂料涂层由于其优越的物理屏障能力和相对较低的成本被广泛应用。但含有大量挥发性有机化合物(VOC)的溶剂型环氧涂料对生态环境和人类健康造成了伤害。基于环保的原因,水性环氧涂层(WEP)受到人们越来越多的关注。但水性环氧涂层在固化过程中由于水的挥发容易形成微孔缺陷,降了低涂层的耐蚀性。微纳米二硫化钼(MoS2)作为一种类石墨烯二维片层材料,具有优异的机械性能以及高的化学稳定性,同时二硫化钼宽的带隙使得它在涂层发生破损时不会发加速腐蚀。将MoS2加入到溶剂型环氧涂料中,增强涂层防腐性已被相关领域研究工作者证实。但目前还没有关于将二硫化钼添加到水性涂层树脂用于防腐的研究,因此将二硫化钼添加到水性环氧涂层中具有较好的研究价值。本论文首次将微纳米二硫化钼引入到水性环氧涂层中,希望能制备出防腐性能更优异的二硫化钼/水性环氧树脂复合涂层。 论文通过探究二硫化钼尺寸对其在树脂中分散性的影响,筛选出分散性较好的二硫化钼尺寸。设计了两种方案对二硫化钼进行表面改性,探究改性MoS2水性环氧复合涂层的防腐性能,具体内容和结果如下: (1)考察二硫化钼尺寸对其在树脂中分散性影响,研究二硫化钼尺寸对二硫化钼/水性环氧复合涂层防腐性能影响。结果证明小于2um的二硫化钼在树脂中具有相对较好的分散性,同时添加了小于2um的二硫化钼的水性环氧复合涂层防腐性能更好。 (2)研究硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性MoS2对其分散性和复合涂层防腐性能影响。通过APTES改性MoS2能有效提升二硫化钼在树脂中的分散性以及相容性。相关电化学以及盐雾结果表明:MoS2-APTES/WEP复合涂层在50天盐水浸泡后的阻抗测试以及15天的划痕盐雾暴露实验中均呈现出更优异的防腐能力。 (3)以MoS2-APTES为模板,在此基础上生长具有钝化作用聚苯胺(PANI),制备的MoS2-APTES-PANI在水性环氧基底中仍能保持良好的分散状态,并且由于PANI能促进水性环氧树脂进一步交联,提升二硫化钼与树脂结合力。在电化学测试中,MoS2-APTES-PANI水性环氧复合涂层始终具有最高的阻抗值,而且聚苯胺的钝化作用能使得复合涂层发生腐蚀后,涂层阻抗值回升。以上结果证明聚苯胺功能化的二硫化钼的添加能进一步提升涂层阻隔性以及赋予涂层一定的缓蚀能力,从而赋予水性环氧复合涂层更为优异的防腐能力。