纳米碳改性高导电防腐涂料的制备及性能研究.pdf

分类号：
10710-2013131032


硕 士 学 位 论 文

纳米碳改性高导电防腐涂料的制备
及性能研究
林闯



导师姓名职称 耿刚强 教授
申请学位级别 工学硕士 学科专业名称 材料加工工程
论文提交日期 2016 年 6 月 2 日 论文答辩日期 2016 年 6 月 4 日
学位授予单位 长安大学
Preparation and Properties of Nano-carbon Modified High
Conductive Anticorrosion Coating

A Thesis Submitted for the Degree of Master






Candidate：Lin Chuang

Supervisor：Prof. Geng Gangqiang




Chang’an University, Xi’an, China
摘 要
导电防腐涂料涂覆于接地网钢结构件表面，使接地网钢结构件能消散泄露电流以及
防止其受到土壤的腐蚀，保障接地网的安全使用，是近年来国内研究热点。采用金属填
料的高导电防腐涂料在大电流下易发生氧化，而使用常规尺寸的碳系材料又达不到高导
电要求，因此本文采用高导电性的纳米碳系材料碳纳米管以及纳米片石墨作为导电填料，
制备运用于接地网腐蚀防护的导电防腐涂料。纳米碳材料与有机树脂相容性差，因此在
有机树脂中分散性极差，且纳米碳材料比表面积大，在涂料中容易发生积聚。本论文首
先优选导电防腐涂料的成膜物质，然后研究纳米碳导电填料的种类和添加量对涂层各性
能的影响；针对纳米碳填料与树脂相容性差的问题，研究了纳米碳填料的偶联剂改性方
法，探讨了偶联剂的处理方法、种类以及添加量对涂层性能的影响。并采用扫描电镜等
检测方法对涂层各性能进行了检测表征。实验结果如下：
1，改性丙烯酸类树脂 GB 具备更好的综合性能，适合作为导电防腐涂料的成膜树
脂；乙酸丁酯与环己酮按 1:1 复配的稀释剂对改性丙烯酸树脂稀释效果最好，但稀释剂
添加量不得超过树脂添加量的 40%，以免影响涂层的耐腐蚀性能。
2，碳纳米管与纳米片石墨的添加均能显著降低涂层的体积电阻率，碳纳米管的渗
流阈值在 %左右，纳米片石墨的渗流阈值出现在 3%左右，两种纳米碳材料因结构的
巨大差异，对涂层的改性效果不同，采用两种填料混合且碳纳米管：纳米片石墨比例为
1:4 时，渗流阈值降低为 2%，两种填料能有效匹配来降低涂层体积电阻率。
3，采用偶联剂预处理纳米碳填料能有效改善纳米碳填料与树脂相容性，提高纳米
碳填料的分散性，三种偶联剂对填料的改性效果顺序为 KH550>KH560>JSC，当采用硅
烷偶联剂 KH550 质量比 1:1 预处理混合填料时，涂层具有最低体积电阻率 Ω•cm，
且附着力达到 1 级，耐腐蚀性能优良。
4，