摘 要

当今涂料涂层防腐作为防金属腐蚀的重要手段之一，在工业上具有广泛的应用，而其中的水性环氧涂料以其环保，优异的附着力，良好的耐腐蚀性和耐化学性而被广泛应用。因此，进一步提高水性环氧涂料的防腐性能对于材料的腐蚀保护具有重要的意义。纳米材料因具有优异的力学性能，高的比表面积，良好的导电性能而被广泛用于科学研究，其中就包括涂料领域。

本文通过原位聚合法以苯胺和氧化石墨烯(GO)、氮化硼(BN)为原料制备了聚苯胺GO和聚苯胺BN复合材料，通过酸解制备纳米淀粉，以此来改善纳米材料在涂料中易发生团聚的现象；采用红外光谱(FTIR)表征了 GO、BN 改性前后结构的变化。再用 三种纳米材料与水性环氧树脂共混制备了不同含量的水性环氧防腐清漆，并对漆膜进行了基本力学性能检测，实验结果表明纳米材料的加入保持了水性环氧涂层优良的力学性能。对涂膜进行耐水，耐盐水，耐碱性，动电位极化曲线和交流阻抗谱测试结果表明当 聚苯胺GO和聚苯胺BN的质量分数为 0.75%纳米淀粉的质量分数为1%时，涂膜具有最佳的防腐性能，溶液中的电解质离子最难渗透进入涂层中。

关键词：聚苯胺/氧化石墨烯；聚苯胺/氮化硼；纳米淀粉；水性环氧涂料；防腐蚀性能

Abstract

Today's coating coating corrosion as one of the important means of metal corrosion, anti-corrosion coatings in the industry has a wide range of applications. Waterborne epoxy coatings are widely used for their environmental protection, excellent adhesion, good corrosion resistance and chemical resistance. Therefore, to further improve the corrosion resistance of waterborne epoxy coatings for the corrosion of materials is of great significance. Nano-materials are widely used in scientific research because of their excellent mechanical properties, high specific surface area and good electrical conductivity, including coatings.

   In this paper, polyaniline GO and polyaniline BN composites were prepared by in-situ polymerization with aniline and graphene (GO) and boron nitride (BN) as raw materials. The nano-starch was prepared by acid hydrolysis to improve the nanometer (FTIR) was used to characterize the structure of GO and BN before and after modification. And then the three kinds of nano-materials and water-based epoxy resin were used to prepare different kinds of water-based epoxy anti-corrosion varnish, and the basic mechanical properties of the film were tested. The experimental results showed that the addition of nano-materials maintained excellent water-based epoxy coating The mechanical properties. The results show that when the mass fraction of polyaniline GO and polyaniline BN is 0.75%, the mass fraction of nano-starch is 1%, and the water resistance, salt water resistance, alkali resistance, potential polarization curve and AC impedance spectroscopy The membrane has the best corrosion resistance, and the electrolyte ions in the solution are most difficult to penetrate into the coating.

Key Words：Polyaniline / graphene oxide；polyaniline / boron nitride；nano-starch； waterborne epoxy coating；corrosion resistance

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1前言 1

1.2 氧化石墨烯的概述 2

1.2.1氧化石墨烯的结构特征 2

1.2.2 氧化石墨烯的性质 2

1.3 氮化硼的概述 3

1.3.1 氮化硼的结构特征 3

1.3.2 氮化硼的性能 3

1.4 纳米淀粉的概述 4

1.5 水性环氧涂料 4

1.5.1 水性环氧涂料体系 4

1.5.2 水性环氧涂料的特点 5

1.5.3 水性环氧涂料的应用 6

1.6 纳米材料在水性涂料中的应用 6

1.7 本论文研究的目的意义、研究的主要内容及创新点 7

第二章 三种二维纳米材料的改性 8

2.1 引言 8

2.2实验部分 8

2.2.1实验仪器及实验装置 8

2.2.2 实验药品 9

2.2.3表征方法 9

2.2.4 实验过程 10

2.3 结果分析 11

2.3.1 红外光谱分析 11

2.3.2 透反射显微镜 12

2.4 本章结论 13

第三章 三种改性纳米材料共混水性环氧涂料的制备及其性能研究 15

3.1引言 15

3.2 实验部分 15

3.2.1 实验仪器与设备 15

3.2.3 水性环氧涂膜的制备 16

3.2.4 改性水性环氧树脂漆膜的性能测试 18

3.3 实验结果与分析 20

3.3.1 漆膜的基本力学性能 20

3.3.2 漆膜的防腐蚀性能 21

3.3.3 漆膜接触角测试 23

3.3.4 漆膜的电化学工作站测试 24

3.4 本章总结 28

第四章 全文总结 29

参考文献 30

致谢 33

第一章 绪论

1.1前言

金属材料在自然状况下受周围环境的影响，发生了电化学或化学反应而受到损坏的现象称为金属腐蚀。金属腐蚀现象广泛的存在于工业生产和人民的日常生活中。随着社会的不断进步和人民生活质量的提高，金属材料的工业生产状况和使用状况呈高速上升趋势，所以金属腐蚀问题是全球所要解决的难题。据统计^[1]，我国每年因为黑色金属腐蚀现象所造成的经济损失占生产总值的2%-4%。腐蚀问题对地球上有限的资源也是一种浪费，对人们的生活环境和大自然放入环境也会造成污染。因此，金属防腐问题是一个值得全球都重视的问题。

在防止金属腐蚀问题上主要有四种方法。提高金属内在耐腐蚀性能，在金属材料表面镀、涂金属和非金属保护层，处理腐蚀金属的介质，电化学保护。其中最为有效、经济的方法是用涂料涂层对金属表面进行保护。