本文首先解决纳米TiO2在介质中的团聚问题,用材料分析软件(MS Modeling 3.2)对纳米TiO2的单分子结构、空间分子结构、分子中各原子的电子云和电位情况进行了模拟。研究纳米TiO2在介质中的分散和改性情况,选用羧甲基羟乙基纤维素、LH-716溶剂型分散剂与731分散剂、六偏磷酸钠四种分散剂,讨论了分散剂用量、分散剂种类和纳米粒子浓度对分散效果的影响,确定在有机介质和水性介质中,纳米TiO2的最佳分散剂为LH-716溶剂型分散剂和731分散剂。然后通过钛酸酯及硅烷偶联剂对纳米粒子进行改性,讨论改性剂用量对纳米粒子改性效果的影响及改性剂与分散剂的相容性。用场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征了纳米粒子在介质中的分散和改性效果。以环氧树脂及水性环氧树脂乳液作为成膜物质,J55及醇酯-12作为成膜助剂,配制性能优异的三防涂料,确定涂料的配方和制备工艺过程。对纳米三防涂料的研制及固化机理做了初步探索,将预分散的纳米粒子浆料在配漆阶段加入到普通的涂料中分散,添加各种涂料助剂,用共混法制备纳米三防涂料,确定了配方和制备工艺及固化影响因素。用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和扫描电子显微镜(SEM)观察涂料的表面形貌,通过对比分析表明:采用共混法制备的纳米涂料涂层细致、均匀,获得含有均匀分布纳米晶粒的涂层。最后对所配制的纳米三防涂料的性能进行测试,测试及研究结果表明:配制的纳米三防涂料的贮存稳定性、耐沾污性能和附着力等显著提高,固化温度降低61%,并对纳米粒子改善涂料性能的机理做了解释。
第一章 前言 9-26
1.1 引言 18-19
1.1.1 纳米三防涂料的设计理念 18
1.1.2 纳米三防涂料的性能 18-19
1.2 纳米三防涂料的组成 19-21
1.2.1 成膜物质 19-20
1.2.2 颜填料 20-21
1.2.3 溶剂 21
1.2.4 助剂 21
1.3 纳米TiO_2 的分子模拟及性能 21-23
1.4 纳米三防涂料配制机理 23-25
1.4.1 纳米材料的分散改性机理 23-24
1.4.2 纳米涂料的制备方法 24-25
1.5 本章小结 25-26
第二章 纳米三防涂料三防机理及固化机理研究 26-36
2.1 纳米三防涂料的防腐机理研究 26-29
2.1.1 金属腐蚀机理 26
2.1.2 大庆油田油、套管的腐蚀影响因素 26-29
2.1.3 纳米三防涂料的防腐机理 29
2.2 纳米三防涂料的防垢机理研究 29-31
2.2.1 结垢机理 29-30
2.2.2 纳米三防涂料的防垢机理 30-31
2.3 纳米三防涂料的防结蜡机理研究 31-32
2.3.1 结蜡机理 31
2.3.2 纳米三防涂料的防蜡机理 31-32
2.4 纳米三防涂料的固化机理研究 32-35
2.4.1 纳米材料的基本特征及在涂料中的作用 32-33
2.4.2 纳米三防涂料的固化机理 33-35
2.5 本章小结 35-36
第三章 纳米材料在介质中的分散和改性实验 36-49
3.1 实验试剂、材料及设备 37-38
3.1.1 实验材料 37
3.1.2 实验设备 37-38
3.2 纳米材料分散和改性工艺 38-39
3.2.1 分散剂和改性剂的筛选 38
3.2.2 分散和改性实验过程 38-39
3.3 纳米材料在水性介质中的分散和改性实验分析 39-47
3.3.1 分散剂种类和用量对纳米TiO_2 稳定性的影响 39-41
3.3.2 偶联剂用量对纳米TiO_2 稳定性的影响 41-43
3.3.3 纳米TiO_2 的浓度对稳定性的影响 43-44
3.3.4 纳米材料分散和改性效果评价 44-47
3.4 本章小结 47-49
第四章 纳米三防涂料的性能及固化情况分析 49-55
4.1 纳米三防涂料的配制 49-50
4.1.1 环氧树脂基纳米三防涂料的配制 49-50
4.1.2 水性环氧树脂乳液纳米三防涂料的配制 50
4.2 环氧树脂基纳米三防涂料的固化情况 50-51
4.3 纳米三防涂料的性能测试及分析 51-54
4.3.1 贮存稳定性测试及性能分析 52
4.3.2 耐沾污性测试及性能分析 52-53
4.3.3 附着力测试及性能分析 53-54
4.4 本章小结 54-55
结论及展望 55-57
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