摘 要

本文利用水玻璃作为粘接剂，在碳钢板表面制备了无机防腐涂料，并对涂层进行了划痕实验、热冲击实验、耐腐蚀实验和光学显微形貌分析。本文主要研究内容和结论如下：

无机防腐涂料使用氧化锌作为颜料，膨润土为防沉淀物增稠，氧化铝为填充物，锌粉为固化剂，将钠水玻璃、氧化铝、氧化锌、锌粉、膨润土按照一定的比例进行配比，形成的无机防腐涂料通过自然风干48小时后形成涂层。通过检测涂层的耐热性、结合性和耐腐蚀性来判定涂层的性能是否符合标准要求。结果表明钠水玻璃4.5g、氧化铝2g、氧化锌0.2g、膨润土0.2g、锌粉0.1g、采用自然风干48小时的涂层试样表面进行划痕试验，涂层结合满足二级要求；在300℃热冲击条件下，涂层5次热冲击试验产生了剥离；经过盐水腐蚀实验，涂层表面在第2天发生溶解。因此本实验制备的水玻璃无机防腐涂料具有较好结合性能，但是耐腐蚀性和热冲击性能较差。

关键词：Q235碳钢板 无机涂料 制备 性能研究

Abstract

In this paper, the inorganic anticorrosive coating was prepared on the surface of carbon steel by using water glass as a binder, and the scratch test, thermal shock test, corrosion resistance experiment and optical micromorphology experiment were carried out on the coating. The main contents and conclusions of this paper are as follows:

The inorganic anticorrosion coating is made of Zinc Oxide as a pigment, bentonite is thickened to prevent sediment, alumina is a filler, zinc powder is a curing agent, and sodium silicate, alumina, Zinc Oxide, zinc powder and bentonite are proportioning in a certain proportion, and the inorganic anticorrosion coating is formed after 48 hours of natural air drying. By testing the heat resistance, adhesion and corrosion resistance of the coating to determine whether the performance of the coating meets the standard requirements. The results show that sodium silicate 4.5g, alumina 2g, zinc oxide 0.2g, bentonite 0.2g, zinc powder 0.1g, scratch test on the surface of the coated specimen with natural air drying for 48 hours, the coating meets the requirement of two grades. Under the condition of thermal shock at 300℃, the 5 thermal shock test of the coating has been stripped. After the brine corrosion test, the coating is coated. The surface is dissolved in second days. Therefore, the water glass inorganic anticorrosive coating prepared in this experiment has good binding property, but its corrosion resistance and thermal shock performance are poor.

Keywords: Q235 carbon steel plat；Inorganic coating；Preparation； Performance study

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1、课题研究的意义与背景 1

1.2、耐高温无机涂料的概况和前景 2

1.2.1无机涂料的概况 2

1.3耐高温无机涂料的分类和特性 3

1.3.1耐高温无机涂料的特性 3

1.3.2耐高温无机涂料的分类 3

1.3.3无机涂料与其它涂料耐高温性能比较 5

1.3.4耐高温无机涂料的缺陷分析和改进 5

1.4课题研究内容及技术路线 6

第二章 试验材料、设备及试验过程 7

2.1试验材料 7

2.2试验仪器、设备 7

2.3试验过程 7

2.3.1氟硅酸钠为固化物 8

2.3.2锌粉为固化物 13

第三章 水玻璃无机涂层性能测试与分析 19

3.1涂层表面划痕试验 19

3.2热冲击试验 20

3.3涂层耐腐蚀性能试验 21

3.4用光学显微镜观察涂层的表面形态 22

3.5经济性分析 24

结论 25

参考文献 27

致 谢 29

第一章 绪论

1.1、课题研究的意义与背景

由于金属材料易与空气中的氧气发生氧化反应，尤其是在在高温环境中容易产生腐蚀现象，丧失机械性能直至破坏，严重影响了使用效能的发挥^[1]。会使金属材料逐步失去材料本身强度而导致结构性能缺失，为各种意外事故埋下隐患。通常在高温设备上，保护性涂层涂上都会被，以防止金属材料的腐蚀，否则出现腐蚀现象，设计强度要求达不到，就会导致设备的爆炸，破损等事故，延长高温设备的使用寿命^[2]。

金属表面喷涂无机涂层是解决金属材料“热障”问题的重要方法。耐高温涂料，亦称耐热涂料，一般是指在200℃以上，漆膜不变色、不脱落，仍能保持适当的物理机械性能的涂料，使被保护对象在高温环境中能正常发挥用的特种功能性涂料^[3]。大部分的金属氧化物是以离子键为主体的离子晶体结构，并拥有半导体性质。在氧化气氛中继续加热时，间隙离子通过晶格中的间隙向氧化层表面扩散^[4]。在耐高温的无机涂料中，氧化物TiO₂属于四方晶格，SiO₂属于立方晶胞，一般很少能形成具有缺陷的氧化膜，并且无机涂料中Zn、Co等金属成分在高温中容易发生氧化反应生成的氧化膜，很快就会隔开金属跟氧气，把合金铸件的氧化速度降到最低 ^[5]。

耐高温涂料一般由耐高温聚合物、颜填料、溶剂和助剂组成^[6]。耐高温涂料因为施工工艺性能优良、成本价格低、有显著的效果等特点被人们所喜爱，已被广泛用于高温场合的表面保护，例如：铁路轨道、沸腾炉、烟囱等^[7]。

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