石墨烯防腐耐候功能涂层制备及协同防护机制研究

基本信息
批准号:51905543
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:王博
学科分类:
依托单位:中国人民解放军陆军装甲兵学院
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
石墨烯耐蚀性能防护机制活化交联功能涂层
结项摘要

The traditional organic coatings are limited used widely due to shorter anti-corrosion and poorer weather resistance. The environmental anti-corrosion and anti-aging functional materials represented by graphene anticorrosive coatings are investigated. In order to resolve the difficulties in dispersion stability and compatibility of graphene, and protection lifetime of the coatings, based on the high energy ball milling technology, the main factors including special dispersants, ball-to-powder ratio, ball diameter ratio, grinding agents and milling time are studied to design the activation cross-linked graphene, and resolve the long-term dispersion stability of graphene. The derivation progress and mechanism of activation cross-linked graphene are investigated. The activation cross-linked grapheme anticorrosive coatings are designed, the effect of different factors of grapheme addition, TiO2 and epoxy resin on microstructure and properties of graphene coatings are studied. The interaction dynamic between graphene coatings and the metal matrix are developed by spectrum and electrochemistry techniques. The relationship between environment factors and coatings resistance and diffusion coefficient are analyzed. The anticorrosive and weather resistance behaviors are studied, and the corrosion protective mechanism is explained. Besides, it provides the theoretical basis and technical support of corrosion and protection for equipment.

针对传统有机涂层功能单一、防护周期短、耐候性不足等问题,本研究主要探索活化交联型石墨烯环保防腐耐候功能材料。针对石墨烯的分散稳定性、相容性、环境适应性等瓶颈问题,通过高能球磨技术,采用环氧树脂基的分散保护剂,调控球料比、球径比、助磨剂、研磨时间等关键工艺参数,解决石墨烯的长期稳定分散悬浮问题;基于无机-有机材料制备和反应宏观动力学原理,掌握活化交联型石墨烯在制备过程中的衍化过程,阐明其衍生机理;基于涂层单一化、功能多样化设计原则,设计并制备活化交联型石墨烯防腐耐候功能涂料,研究活化交联型石墨烯、二氧化钛等多因子交互作用对涂层组织和性能的影响规律;优化涂层制备工艺,通过光谱和腐蚀电化学技术,研究功能涂层与金属基体相互作用的动态过程,建立环境因素与涂层电阻、扩散系数等参数间的映射关系,阐明涂层协同防护机制及匹配规律,为装备设施的安全长效服役提供理论依据和技术支撑。

项目摘要

项目针对传统有机涂层功能单一、防护周期短、耐候性不足等问题,研制活化交联型石墨烯环保防腐耐候功能材料。针对石墨烯的分散稳定性、相容性、环境适应性等瓶颈问题,通过高能球磨技术,采用环氧树脂基的分散保护剂,调控球料比、球径比、助磨剂、研磨时间等关键工艺参数,解决石墨烯的长期稳定分散悬浮问题;基于无机-有机材料制备和反应宏观动力学原理,掌握活化交联型石墨烯在制备过程中的衍化过程,阐明其衍生机理;基于涂层单一化、功能多样化设计原则,设计并制备活化交联型石墨烯防腐耐候功能涂料,研究活化交联型石墨烯、二氧化钛等多因子交互作用对涂层组织和性能的影响规律;优化涂层制备工艺,通过光谱和腐蚀电化学技术,研究功能涂层与金属基体相互作用的动态过程,建立环境因素与涂层电阻、扩散系数等参数间的映射关系,阐明涂层协同防护制及匹配规律,为装备设施的安全长效服役提供理论依据和技术支撑。将制备的涂层通过海洋大气环境曝晒和实海考核,均未出现涂层脱落、鼓泡等现象,呈现出优异的防护性能,项目的实施为濒海装备设施的腐蚀防护及控制提供理论依据和技术支撑。项目在研期间,发表相关学术论文5篇,其中SCI2篇,EI3篇。出版专著1部。申请国家发明专利2项,获授权2项。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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