【摘 要】
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防腐涂料可以保护金属基材,防止腐蚀,水型防腐涂料由于环保性、低VOC排放等优点成为防腐涂料研究的重点。本论文利用氧化石墨烯和聚苯胺/氧化石墨烯具有独特结构和性能的特点,对水性环氧富锌涂料进行改性,制备防腐蚀性能优越（能降低锌粉的用量）的水性环氧富锌涂料,实现保护环境、节约资源和降低生产成本的目的。论文的研究工作包含两部分:第一部分:氧化石墨烯（GO）/水性环氧富锌涂料的制备。通过改进的Hummer
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防腐涂料可以保护金属基材,防止腐蚀,水型防腐涂料由于环保性、低VOC排放等优点成为防腐涂料研究的重点。本论文利用氧化石墨烯和聚苯胺/氧化石墨烯具有独特结构和性能的特点,对水性环氧富锌涂料进行改性,制备防腐蚀性能优越（能降低锌粉的用量）的水性环氧富锌涂料,实现保护环境、节约资源和降低生产成本的目的。论文的研究工作包含两部分:第一部分:氧化石墨烯（GO）/水性环氧富锌涂料的制备。通过改进的Hummers在不同氧化剂用量下制备五种不同氧化程度的GO,分别标记为GO-1、GO-2、GO-3、GO-4、GO-5;采用傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）对五种GO进行了结构表征;同时还制备了五种GO改性的水性环氧富锌涂料,并对其涂层的力学、电化学、耐盐雾等性能进行测试。探究了GO的氧化程度对涂层防腐性能的影响,结果表明GO-3体系综合性能最佳;进一步研究了GO-3及锌粉含量对涂层力学、电化学、耐盐雾性能的影响,实验结果表明:以2g石墨、5g高锰酸钾制备的GO-3,其涂料的涂层耐腐蚀性较好;当GO-3掺量为0.3%,锌粉含量70%时,涂层硬度为4H、柔韧性为2mm、抗冲击强度为50kg/cm、附着力等级0级;涂层分别浸泡于3.5%Na Cl溶液4h、72h、240h、720h的容抗半径和阻抗值最大,耐盐雾时间达1272h,GO-3可取代原环氧富锌涂料（80%锌粉,下同）中10%锌粉,且耐盐雾时间为原环氧富锌涂料的1.36倍。第二部分:聚苯胺/氧化石墨烯（PAGO）/水性环氧富锌涂料的制备。以苯胺和不同氧化程度的GO（GO-1～GO-5）为原料,通过原位聚合法,制备了五种PAGO复合材料,分别标记为PAGO-1、PAGO-2、PAGO-3、PAGO-4、PAGO-5,并在相同条件下制备了聚苯胺作为对照组;用制备得到的五种PAGO对水性环氧富锌涂料进行改性,并对改性涂料的涂层进行了力学、电化学、及耐盐雾等性能检测;讨论了不同氧化程度GO制备的PAGO对水性环氧富锌涂料防腐性能的影响。通过改变GO与苯胺的复合比例（1%～4%）,制备了四种不同复合比例的PAGO,分别标记为PAGO-3-1、PAGO-3-2、PAGO-3-3及PAGO-3-4,研究了PAGO的复合比例对PAGO/水性环氧富锌涂层力学、电化学、耐盐雾性能的影响,实验结果表明PAGO-3-3体系综合性能最佳;再进一步探究PAGO-3-3及锌粉的不同含量对PAGO/水性环氧富锌涂层力学、电化学、耐盐雾性能的影响;实验结果表明:以GO-3为复合原料,当GO-3为苯胺质量分数3%时,制得涂料的涂层耐腐蚀性较好;当PAGO-3-3掺量为0.2%,锌粉含量80%时,涂层硬度为4H、柔韧性为2mm、抗冲击强度为50kg/cm、附着力等级0级;其涂层分别浸泡于3.5%Na Cl溶液4h、72h、240h、720h的容抗半径和阻抗值最大,耐盐雾时间达1464h,按标准HG/T 5573-2019《石墨烯锌粉涂料》可达大气腐蚀等级C4～C5,为原环氧富锌涂层的1.56倍。而当PAGO-3-3掺量为0.2%,锌粉含量60%时,涂层硬度为3H、柔韧性为3mm、抗冲击强度为45kg/cm,附着力等级0级;涂层分别浸泡于3.5%Na Cl溶液4h、72h、240h、720h的阻抗值与原环氧富锌涂层接近,耐盐雾时间达960h,PAGO-3-3可取代原环氧富锌涂料中20%锌粉,且达到与原环氧富锌涂层接近的防腐蚀性能。
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