环氧富锌涂层配套体系长效防护性能研究

在热带沿海地区,高湿热、高盐和高辐照是一种极端严酷的腐蚀环境。在这类特殊条件下,金属材料的腐蚀失效问题已成为制约装备发展与应用的重大瓶颈,而目前工程中常用的环氧富锌涂层在此类严酷恶劣环境下的长效防护性能还缺乏深入研究。本文通过进行紫外/凝露、中性盐雾、湿热试验的循环试验,研究了环氧富锌涂层配套体系在高湿热、高盐和高辐照的腐蚀环境下对碳钢的长期保护性能,通过附着力、涂层划痕处腐蚀蔓延宽度、表面微观形貌和电化学阻抗谱等方法对涂层的防腐性能进行研究。结果表明:经过175 d的循环加速腐蚀试验后,在不同周期36 d、70 d、100 d、175 d的附着力相对于初始附着力(10.45 MPa),下降率分别为4.3%、10.0%、13.2%、18.7%,尽管附着力有所降低,但下降幅度不大。划痕处在不同周期36 d、70 d、100 d、175 d的腐蚀蔓延宽度分别为0.75 mm、1.25 mm、1.74 mm和2.38 mm,均小于富锌底漆涂料规定的≤3 mm。SEM观察结果显示,在涂层暴露的四个周期内,涂层表面产生明显变化,试验后期生成大量块状产物。EIS结果显示,涂层的阻抗数值在36d~100d的过程中呈现出逐渐降低的过程,从2.93×10^(10)Ω·cm^(2)到6.148×10^(9)Ω·cm^(2),而在(100~175)d时,感抗弧的半径大小有一个小幅度的增大,阻抗谱没有出现第二个时间常数,可以说明环氧富锌涂层配套体系在这类环境下仍能保持完整和均匀,这与涂层中锌粉的阴极保护作用有关。研究结果表明环氧富锌涂层配套体系在此类严酷的腐蚀环境中仍然具有优异的长期防腐性能。

石墨烯的分散方法及在水性环氧富锌涂料中的应用进展

石墨烯具有高的比表面积、高的机械强度、优异的导热和导电性、低的化学反应活性、良好的物理阻隔性能等特性,在提升涂料/涂层防腐性能方面具有很大的潜力,因而受到了广泛关注,石墨烯水性环氧富锌涂料是其中的研究热点。但是,石墨烯较大的比表面积及层间范德华力的相互作用导致其在水性溶剂或聚合物基体中极易发生团聚,直接影响了其在水性涂料/涂层中性能的发挥。因此,如何改善石墨烯在水性溶剂或聚合物基体中的分散性是待解决的首要问题。本文综述了石墨烯在水性环氧富锌涂料中的研究进展,对比讨论了单一或多种分散方法对石墨烯在水性涂料特别是水性环氧涂料中分散效果的影响规律及适用范围,对现有文献中石墨烯环氧富锌涂料的防腐性能进行了汇总,分析了石墨烯类型、含量及其与锌粉的相对比例对涂料/涂层性能的影响规律及选择原则。最后,本文介绍了石墨烯在提高涂层屏蔽性能及阴极保护方面的作用机理,并对石墨烯水性环氧富锌涂料在工业化制备和应用方面面临的挑战和未来研究方向进行了简要讨论。

碳纳米杂化材料对环氧富锌涂层的性能影响研究

文章采用物理法制备还原氧化石墨烯/碳纳米管杂化材料(RGO/MWNTs),并将其填充到环氧富锌涂料中,探究杂化材料对环氧富锌涂层性能的影响。首先使用Hummers法、物理超声与水热还原的方法制得RGO/MWNTs杂化碳纳米材料。然后将杂化材料添加至锌粉含量为30 wt%的环氧富锌涂料中,研究杂化材料对富锌涂料防腐效果、吸水率以及附着力的影响。当石墨烯/碳纳米管杂化填料添加量在1 wt%时,涂层的耐盐雾性能、附着力、吸水率均明显提升。

抗流挂性水性环氧富锌底漆的制备

为制备防腐性能和抗流挂性能优良的水性环氧富锌底漆,以环氧树脂、水性环氧固化剂、固化剂促进剂、锌粉、有机膨润土、气相二氧化硅和聚酰胺蜡等制备了水性环氧富锌底漆。研究了环氧树脂、固化剂促进剂对涂料防腐性能的影响,通过三水平三因素正交试验研究了有机膨润土、气相二氧化硅和聚酰胺蜡用量对水性环氧富锌底漆抗流挂性能的影响。结果表明:采用E51环氧树脂、固化剂促进剂添加量1.0%、聚酰胺蜡添加量0.8%、有机膨润土添加量1.5%、气相二氧化硅添加量0.4%时,各项性能达到了溶剂型环氧富锌涂料的指标。

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。

水性环氧富锌体系的性能及其应用探索

将无水环氧端与固化剂端富锌体系做对比性实验研究,对比了在相同制备条件下富锌涂层的基本物理性能以及耐水、耐酸碱、适用期、无泡膜厚等其他化学性能的差异。还研究了在60℃高温烘烤0.5 h后,两种不同体系制备的环氧富锌涂层的耐盐雾性能等,为环氧富锌体系在集装箱以及重防腐应用领域当中提供了重要的数据支撑。

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。

环氧富锌涂层对AZ91D镁合金的腐蚀防护能力研究

目的研究环氧富锌涂层对AZ91D镁合金的腐蚀防护能力。方法采用机械喷涂法在AZ91D镁合金表面制备一种保护性的环氧富锌涂层。采用电化学阻抗谱(EIS)研究环氧富锌涂层在0.5 mol/L的Na2SO4腐蚀溶液中的电化学腐蚀行为及其对镁合金的腐蚀防护能力。结果浸泡初期,环氧富锌涂层的阻抗谱中只出现一个时间常数,暗示着环氧富锌涂层优异的阻挡层作用;浸泡48 h后,环氧富锌涂层阻抗谱中出现两个时间常数,高频和低频时间常数分别对应环氧富锌涂层中高聚合的介电性质和锌粉的活性溶解;浸泡336 h后,环氧富锌涂层仍具有很高的阻抗模值,表明此时环氧富锌涂层对镁合金仍能提供良好的腐蚀防护。结论环氧富锌涂层在0.5 mol/L Na2SO4腐蚀溶液中能对AZ91D镁合金提供很好的腐蚀防护。

环氧富锌底漆漆膜脱漆剂的性能研究

经对环氧富锌底漆漆膜脱漆剂的理化性能、综合性能、挥发性和腐蚀性测试,该脱漆剂性能优良,在25℃时25 min内可使漆膜软化、脱落,与现有脱漆剂相比,脱漆效率提高了30%,用量节省20%,挥发速度低,对基材腐蚀性影响小。

改性水滑石的制备及对环氧富锌漆性能的影响

目的改善有机涂层和无机缓蚀剂相容性差的问题,实现缓蚀剂的可控释放,提高有机涂层的防护性能。方法用共沉淀方法将缓蚀剂钼酸根离子插入镁铝水滑石中,并用硅烷偶联剂KH560对其表面接枝改性来提高填料在富锌涂层中的分散性。结果 XRD、FTIR光谱分析结果表明,水滑石的层间距离增大,钼酸根成功装载进水滑石层中,在水滑石表面成功接枝硅烷偶联剂KH560。结论通过将该填料添加到环氧富锌漆中,发现涂层的附着力、柔韧性均没有发生明显的下降,表明填料在环氧富锌涂层中分散均匀,对涂层的力学性能影响较小。结合电化学阻抗谱技术对比研究添加填料与未添加填料的涂层浸泡在Na Cl溶液中的腐蚀行为,表明了该填料的添加可以提高富锌漆的耐腐蚀性能。

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%。

石墨粉对低锌含量水性环氧富锌漆阴极保护性能的影响

配制了颜料体积浓度(PVC)与临界颜料体积浓度(CPVC)之比为0.9的低锌含量水性环氧富锌漆,加入占锌粉质量1%、2%和3%的石墨粉,研究了石墨粉对水性环氧富锌涂层阴极保护性能的影响。涂层的阴极保护性能评价采用传统的开路电位(OCP)测试法与自行开发设计的恒电流溶解法。OCP测试结果表明,添加石墨后的涂层有更长的阴极保护时间,石墨粉添加量越大,阴极保护时间越长。恒电流溶解法测试结果表明,加入石墨粉之后涂层的活性溶解时间变长,石墨粉添加量越高,活性溶解时间越长。导电胶和涂层电极在3.5%NaCl溶液中的电化学阻抗谱测试结果表明,随着石墨粉含量的增加,涂层阻抗降低,阴极保护作用增强。

环氧富锌防腐涂料研究

针对煤矿设备易腐蚀等特点,着重研究了用于煤矿设备的防腐涂料的制备,通过改变环氧树脂、锌粉的含量来研究环氧富锌防腐涂料的工艺性能,分析了涂层附着力、柔韧性、硬度、耐容性及耐腐蚀性能,根据涂层整体综合性能变化确定了环氧富锌防腐涂料的最佳配方,为环氧富锌防腐涂料的生产与使用提供基础数据。实验证明新配方涂料达到了防腐的目的。

几种涂料的防腐蚀性能研究(II)——环氧富锌底漆锌基组成的研究

研究了不同锌基组成环氧富锌涂料的耐水、耐盐水和耐盐雾性能,得到了耐腐蚀性能良好的最佳锌基配比,并对富锌底漆防腐蚀机理进行了探讨。

环氧富锌底漆漆膜脱漆剂的研制

随着环氧富锌底漆的广泛应用,对脱漆技术的研究甚为迫切。文中介绍了自配的以复合溶剂为主溶剂,添加其它助剂的脱漆剂。该脱漆剂在 25 ℃时 25 min 内可使漆膜软化、脱落,经 SEM 测试表明对底材腐蚀性影响小;与现有脱漆剂相比脱漆效率提高了 30 %,节省用量 20 %。文中还探讨了脱漆温度、漆膜厚度、底材处理方式等工艺因素对脱漆效率的影响,优化了工艺参数。

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。

纳米蒙脱土环氧富锌涂料研究

利用熔融插层法制备环氧树脂/蒙脱土复合体系,并将其应用于环氧富锌防腐涂料中。通过改变蒙脱土的含量,测试涂料的性能。分析蒙脱土在环氧富锌防腐涂料中的作用并确定最佳配比。试验证明,加入纳米蒙脱土,涂料的力学性能、耐蚀性能有显著提高。

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。

近海大气腐蚀环境下纳米TiO_(2)改性环氧富锌涂料的耐蚀性研究

为了提高环氧富锌涂料的耐腐蚀性,制备了不同掺杂量、不同涂层厚度纳米TiO_(2)改性环氧富锌涂料。采用盐雾试验以及电化学阻抗谱(EIS)测试了不同的涂层在3.5%(质量分数,下同)的NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明:随着纳米TiO_(2)掺杂量的增加,涂层的耐蚀性能先提高再降低;涂层耐蚀性随涂层厚度的增加先提高后降低;随着试验温度的增加,涂层的耐蚀性降低,在纳米TiO_(2)掺杂量为1%(质量分数,下同)、涂层厚度在150μm左右、试验温度在25℃左右时,涂层的耐蚀性能最好。研究结果为新型纳米复合环氧富锌涂料的开发及改性提供了技术支持。

水性环氧富锌底漆的制备与性能研究

为开发新型水性富锌底漆,在开发具有优良水可稀释性能的水性固化剂基础上,研究了一种环境友好的双组分水性环氧富锌底漆。将锌粉等颜填料和各种助剂均匀分散于以乙醇为溶剂的水性环氧树脂固化剂中,制备出了稳定的固化剂组分;通过溶剂析出率测试和高速离心测试,对锌粉在水性环氧树脂固化剂中的稳定性进行了研究;通过对涂膜的防腐蚀性能的测试,研究了锌粉含量、粒径、形状对涂膜性能的影响;通过扫描电子显微镜(SEM)分析和热重分析(TGA)对制得的水性环氧富锌底漆进行了表观形态分析和耐热性研究。结果表明:选择粒径为3.80μm左右的球形和椭球形混合锌粉,添加量为75%~80%时制得的水性环氧富锌底漆力学性能最好,具有最佳的防腐蚀效果。