常见水性涂料的研究进展

水性涂料不仅环保健康,而且生产和使用安全。近年来,水性涂料的发展受到了越来越多研究者的关注,已经成为涂料工业的发展主流之一。介绍了环氧树脂涂料、聚氨酯涂料、聚丙烯酸酯涂料、醇酸树脂涂料和无机富锌涂料共5类常见水性涂料的研究现状及其应用情况,并讨论了水性涂料目前面临的挑战和未来良好的发展前景。

Effect of Nano Clay on Corrosion Protection of Zinc-rich Epoxy Coatings on Steel 37

Epoxy zinc rich coatings containing clay nanoparticles were prepared and the effect of clay content on the cathodic protection performance of the coatings was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy（EIS） and immersion test. Open circuit potential（OCP） measurements and immersion tests were also carried out to better understand the behavior of zinc rich coating. EIS and OCP measurements showed that addition of 1 wt% clay improved the cathodic protection duration and sacrificial properties of the epoxy zinc rich coating. Transmission electron microscopy（TEM） photographs confirmed that clay nanoparticles were successfully dispersed in the coating matrix loaded with 1 wt% clay. Immersion test results indicated that addition of 1 wt% clay nanoparticles in zinc rich epoxy coatings increased the cathodic protection ability of coatings.

高性能环氧石墨烯低锌涂料的研制及性能研究

为解决传统环氧富锌涂料锌粉含量过高导致的涂层起泡、缩孔、机械性能差等问题,对涂料配方进行优化筛选,并添加超高导电性的石墨烯粉体,制备了一种高性能低锌粉含量环氧防腐涂料。并对涂层的附着力、耐冲击性、耐水性、耐中性盐雾性及耐湿热性等性能进行测试。结果表明:用19.35%环氧树脂E-20、2.15%聚酰胺加成物固化剂、45%锌粉、10%滑石粉、2%触变剂881B、1%流平剂AFCONA-3777、0.5%石墨烯、20%稀释剂2033,制备的环氧石墨烯低锌防腐涂料,涂层具有较高的耐冲击性(50 cm)、附着力(16 MPa)和优异的耐盐雾性(2000 h)、耐水性(2000 h)和耐湿热性(2000 h),可应用于苛刻腐蚀环境。

石墨烯锌粉涂料在船闸钢结构防腐中的应用

针对船闸钢结构防腐重涂修复难、影响船闸检修工期等问题,深入分析船闸钢结构腐蚀的机理和需求,全面了解行业前沿的技术、材料和工艺,详细介绍石墨烯锌粉涂料在船闸钢结构防腐中的应用。通过案例运用、比较分析,从多方面对石墨烯锌粉涂料和传统防腐体系进行对比,得出石墨烯锌粉涂料较环氧富锌涂料性能有较大提高;石墨烯锌粉涂料与热喷锌防腐性能相当,但更加便捷、环保。通过典型防腐方案的全寿命经济效益对比得出,石墨烯锌粉涂料环保性好、实施方便、全生命周期成本低,是一种值得推广的船闸钢结构防腐材料。

空心玻璃微珠在环氧富锌底漆中的应用研究

空心玻璃微珠作为一种具有特殊性质的功能性填料,在环氧富锌底漆中应用具有潜在价值。为了探究空心玻璃微珠在环氧富锌底漆中的具体作用,测试了不同型号、不同粒径空心玻璃微珠对环氧富锌底漆性能的影响。研究结果表明,最适合在环氧富锌底漆中使用的空心玻璃微珠型号为HL38,此外空心玻璃微珠对提高环氧富锌底漆的涂布率、锌粉分散和锌粉利用率,阻止漆膜龟裂以及起到漆膜裂纹自修复作用等方面有着积极的作用。

水性环氧富锌底漆的制备与性能研究

制备了以水性环氧树脂分散锌粉为A组分的水性环氧富锌底漆。研究了锌粉含量,防锈颜料、铝粉以及改性聚酰胺蜡的添加量对底漆防腐性能、抗流挂性能等的影响。测试了底漆动态运输贮存稳定性和混合适用期。结果表明,80%锌粉含量、添加1%的铝粉和1%的改性聚酰胺蜡粉,A组分中加入防锈颜料,可以得到施工性能好、防腐性能好、贮存性能好、抗流挂性能好的水性环氧富锌涂料,复涂水性中间漆和水性面漆后满足ISO 12944 C5H的复合涂层防腐指标。

环氧富锌底漆的研究

为了解决环氧富锌底漆环境适应性及防腐蚀问题,通过采用环氧树脂E44、改性腰果酚改性聚酰胺作为成膜树脂体系,以片状锌粉取代部分传统的球状锌粉,提高涂料防腐蚀性能。采用腰果酚缩水甘油醚活性环氧增韧剂对涂层进行增韧,在保持涂层性能的同时提高柔韧性。采用改性腰果酚改性聚酰胺作为固化剂,有效解决了涂料的环境适应性问题,制备了一种防腐蚀性能良好的环氧富锌底漆。该涂料还具有良好的施工适应性,冬季可低温固化,夏季温度高的条件下适用期长,涂膜干燥速度快。

鳞片状锌基环氧富锌重防腐涂料的研制

环氧富锌涂料具有良好的耐蚀性能,广泛应用于重防腐体系。简要介绍了重防腐涂料的应用和特点。讨论了鳞片状锌基环氧富锌涂料的组成,各组分的作用以及涂料的配方设计。分析了鳞片状锌粉的特点并对其主要性能指标进行测定。介绍了锌基环氧富锌涂料的主要优点、使用范围并对其指标进行测定。

多道富锌基涂层在NaCl溶液中的电化学行为研究

多道富锌基涂层的电化学行为研究表明,涂层中的Zn粉未表现出明显的阴极保护作用,即使在富锌涂层上覆盖几个微米厚的环氧清漆涂层, Zn的阴极保护作用也会变得非常微弱. Zn粉对钢铁的保护作用在于Zn粉腐蚀产物对涂层的“自修复能力”.在环氧清漆覆盖条件下,无机富锌涂层中Zn粉的反应活性比有机富锌涂层中Zn粉的高,即Zn粉的反应速度更快.

水性环氧聚氨酯富锌涂料的防腐蚀性能研究

为制得环保且防腐蚀性能优异的富锌涂料,引入环氧树脂来改性水性聚氨酯,以水性环氧聚氨酯为基料制备富锌涂料,通过对其腐蚀电位和电化学阻抗谱(EIS)的测试分析,研究了添加不同含量锌粉的富锌涂层在3%NaCl溶液中的腐蚀电化学行为,并与添加少量铝粉的富锌涂料及传统富锌涂料进行了对比。结果表明,水性环氧聚氨酯富锌涂料的防腐蚀能力比传统环氧富锌底漆强;锌粉的添加量对涂层的防腐蚀效果有一定的影响,添加少量铝粉能提高涂层的防腐蚀性能。

石墨烯环氧富锌70％涂层的电化学研究

通过自腐蚀电位监测和电化学阻抗谱方法研究了石墨烯对70%Zn环氧富锌涂层的影响。石墨烯的存在使富锌涂层在阴极保护产生之前出现了一段时间的屏蔽保护,推迟了锌电化学腐蚀的时间,有利于涂层整体使用寿命的延长。石墨烯的存在有利于涂层中锌与锌以及锌与铁之间的导电接触,促进了锌对铁的阴极保护作用。对于70%Zn涂层,石墨烯最佳质量分数为0.3%左右。文章也提出了石墨烯富锌涂层的自腐蚀电位Y-D模型。

改性氧化石墨烯基环氧富锌涂层的防腐蚀性能

目的通过添加改性氧化石墨烯,提高环氧富锌涂层的防腐性能。方法采用对氨基苯磺酸重氮盐、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)以及磺化碳纳米管(SMWCNT)作为改性剂,分别对氧化石墨烯(GO)进行改性处理,并制备改性氧化石墨烯基环氧富锌涂层。采用X-射线衍射谱、傅里叶红外转换光谱和扫描电镜,分析了GO改性前后的结构变化和在涂层中的分散效果。选择改性效果最佳的氧化石墨烯基环氧富锌涂层,并通过电化学交流阻抗谱、盐雾试验、扫描电镜和开路电位等手段分析涂层在腐蚀环境中的腐蚀行为,测试其耐腐蚀性能。结果三种改性GO被成功制备,片层分散效果均得到提升,其中经SMWCNT改性后,GO的片层间距由0.83 nm变为0.88 nm,且在涂层中的分散效果最佳,形成的涂层致密无孔隙。加入改性氧化石墨烯后,环氧富锌涂层的阴极保护时间得到延长,物理屏蔽作用得以增强。在盐雾试验1680 h后,涂层表面完整无起泡现象,金属基底腐蚀坑的最大坑深由42.31μm降至16.09μm。涂层在电解质溶液的浸泡过程中均表现出比纯环氧富锌涂层更高的阻抗模量,且在浸泡72 d后,涂层的低频阻抗值由103Ω·cm2提升到104Ω·cm2,耐蚀性能优于纯环氧富锌涂层。结论环氧富锌涂层中添加改性石墨烯后,防腐性能提升了62.4%。

防腐蚀涂料

简述了金属腐蚀的危害及涂料防腐蚀机理，并论述了几种常用防腐蚀涂料的性能特点、现状及发展。

沿海钢结构设施的防腐研究

针对沿海钢结构设施的腐蚀情况及目前常用防腐涂料的性能,优选了3种重防腐涂料——环氧富锌底漆、环氧玻璃鳞片中间漆、聚氨酯面漆。讨论了环氧树脂、锌粉、玻璃鳞片、聚氨酯改性树脂的选择方法,并提出了适合涂料涂装的表面处理技术和施工工艺。

硅烷处理对涂层/金属体系耐蚀性能的影响

采用电化学阻抗研究了输电塔架用Q345钢基体上环氧富锌涂层的失效过程,分析了硅烷处理对涂层/金属体的耐腐蚀性能的影响。结果表明,环氧富锌涂层/未表面处理金属体系经过240h的浸泡腐蚀后涂层失去保护作用;而环氧富锌涂层/硅烷处理金属体系经过408 h的浸泡腐蚀后涂层失去保护作用。经阻抗谱和孔隙率与吸水率分析表明,Q345钢经硅烷表面处理后延缓了腐蚀性介质侵入涂层,较大地提高了体系的抗腐蚀能力。

水性防腐涂料的研究进展

重点介绍了水性环氧、水性丙烯酸和水性无机富锌涂料3种防腐体系,分别阐述了这3种防腐体系的组成、防腐机理、各自的优缺点,并对水性防腐涂料的发展前景进行了展望。

纳米复合带锈涂装船用环氧防腐底漆制备研究

带锈涂装防腐涂料是未来钢结构装备和设备腐蚀防护领域的重要发展方向。以传统环氧富锌防腐底漆为基础,通过添加自制的高效纳米复合防锈组分共混制备一种可应用于带锈碳钢表面的纳米复合防腐涂料,并与未掺杂纳米防锈组分的防腐涂料和以纳米Ti O2粉体为掺杂组分制得的防腐涂料进行对比。测试结果表明,添加5%的纳米防锈组分可以明显提高复合涂料对带锈碳钢的保护效果,性能优良,干燥时间满足船舶涂装施工要求,可以大大简化施工工艺并降低成本。

纳米TiO_2改性环氧富锌涂料的防腐性能

将纳米TiO2以机械搅拌的方式加入到环氧富锌涂料中,制备纳米TiO2改性环氧富锌涂料。采用喷涂法将纳米TiO2改性环氧富锌涂料和未改性的环氧富锌涂料分别涂覆到耐候钢电极表面上,在NaCl电解质溶液中测量电化学极化曲线,并通过金相显微镜观察样品湿热试验后的表面形貌。实验结果表明,纳米TiO2的光电转换作用提高了环氧富锌涂层防腐性能,耐候钢表面涂覆纳米TiO2改性环氧富锌涂料后,其自腐蚀电流减小,表面腐蚀程度减轻。

水性环氧富锌防腐蚀漆的研制

为了解决溶剂型富锌漆环境污染的问题，以改性水性环氧树脂为基料，添加改性多元胺固化剂、70％～80％锌粉，同时辅以助剂，研制了环境友好型水性环氧富锌防腐蚀漆，探讨了树脂的选择和加入比例、锌粉用量、固化剂选择和用量等对水性环氧富锌防腐蚀漆性能的影响。结果表明：漆膜性能优异，可应用于各种重防腐蚀领域的金属底涂或中涂。

水性聚氨酯的蓖麻油和环氧改性及其富锌涂层耐蚀性能研究

以蓖麻油和环氧树脂为改性剂,对水性聚氨酯进行了改性,乳液红外分析证实了改性剂的有效接枝。改性后的聚氨酯其耐水性得到明显提高,吸水率降至3%以下。通过扫描电镜(SEM)、腐蚀电位和电化学阻抗谱(EIS)等方法对改性聚氨酯的富锌涂层进行了表征。结果表明,改性水性聚氨酯富锌涂料具有良好的耐蚀性;随着锌粉含量的增加,涂层耐蚀性提高。