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水性防腐涂料研究

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水性防腐涂料研究

发布日期:2019-11-29 作者: 点击:

综述了近年来水性环氧树脂( WEP) 防腐涂料、水性聚氨酯( WPU) 防腐涂料和水性丙烯酸酯防腐涂料等新型水性防腐涂料的研究进展。介绍了树脂、聚苯胺( PANI) 以及纳米粒子等对水性防腐涂料的改性方法,改性剂通过增强涂层的交联密度,减少腐蚀性离子的渗入,提供屏障保护,从而提高涂层防腐性,其中纳米粒子的改性和多种树脂的复合改性还可以提高涂层的机械性能、热稳定性、耐水性等综合性能; 总结了水性防腐涂料目前存在的问题,展望了水性防腐涂料的发展方向。


水性涂料以水为分散介质,耐水性、机械性能、热稳定性和电化学性能差,且单一树脂防腐涂料具有很大的局限性,因此通常将多种树脂有机结合起来, 提高其整体性能。水性涂料较溶剂型涂料而言,交联密度低,不利于阻隔腐蚀剂的进入,可将纳米粒子分散在水性涂料中,提高涂料防腐屏障作用和热稳定性[2 - 3],也可将聚苯胺( PANI) 与树脂形成复合防腐涂料,凭借其高相对分子质量和在界面处形成绝缘保护层阻挡腐蚀反应的发生,提高涂层的防腐性[4]。


目前应用较多的新型水性防腐涂料有水性环氧树脂( WEP) 防腐涂料、水性聚氨酯( WPU) 防腐涂料、水性丙烯酸酯防腐涂料。本文综述了近几年 WEP、WPU 和水性丙烯酸酯防腐涂料的研究进展。重点介绍了树脂、PANI 以及纳米粒子等对水性防腐涂料的改性方法。 1 水性环氧树脂防腐涂料水性环氧树脂( WEP) 具有优异的耐化学性,良好的附着力,固化速度快,是适应发展需要的环保型粘合剂,但其防腐蚀性较差[5],通常需要对 WEP 进行改性处理。

水性防腐涂料

聚苯胺改性环氧树脂防腐涂料

聚苯胺( PANI) 具有优良的附着力和耐候性等性能,是一种前景广阔的新型金属防腐涂料,将其与WEP 共混,可增加 WEP 涂层的交联密度,同时提高涂层整体的防腐屏蔽性能。王娜等[6]通过在介孔分子筛颗粒外表面原位聚合形成 PANI,再与 WEP、消泡剂和增塑剂共混并固化,得水性 PANI 防腐涂料。实验表明,该防腐涂层能克服水性防腐涂料在涂刷过程中易出现闪点腐蚀的问题。介孔分子筛使涂层的机械性能提高,在其孔道内的 PANI 延伸到孔口处与 EP 基体产生新键,增加了体系的交联密度,使体系的防腐性能提高。Wang 等[7]将 PANI 与介孔 SiO2 颗粒的聚合物,与 EP和水基固化剂共混得到水性高防腐性涂料。EIS 分析得出该涂层较环氧清漆有更好的防腐性能,且该涂层暴露于盐雾环境 480 h 后无明显的腐蚀痕迹。这是由于 PANI 有助于形成隔绝电子和化学扩散的阻挡层,提高了涂层的屏障作用。Bagherzadeh 等[8 - 9]将微聚苯胺和纳米聚苯胺颗粒分散体分别与聚酰胺固化剂和 WEP 共混,得样品MP 和 NP。SEM 观察到 NP 样品中纳米 PANI 颗粒均匀分散在涂层中,有助于形成稳定的钝化层。测量喷洒盐雾前后涂层附着力的变化,可知含有 PANI 的样品涂层在金属表面有更好的附着力,且在盐雾环境中密度低,不利于阻隔腐蚀剂的进入,可将纳米粒子分散在水性涂料中,提高涂料防腐屏障作用和热稳定性[2 - 3],也可将聚苯胺( PANI) 与树脂形成复合防腐涂料,凭借其高相对分子质量和在界面处形成绝缘保护层阻挡腐蚀反应的发生,提高涂层的防腐性[4]。


目前应用较多的新型水性防腐涂料有水性环氧树脂( WEP) 防腐涂料、水性聚氨酯( WPU) 防腐涂料、水性丙烯酸酯防腐涂料。本文综述了近几年 WEP、WPU 和水性丙烯酸酯防腐涂料的研究进展。重点介绍了树脂、PANI 以及纳米粒子等对水性防腐涂料的改性方法。 1 水性环氧树脂防腐涂料水性环氧树脂( WEP) 具有优异的耐化学性,良好的附着力,固化速度快,是适应发展需要的环保型粘合剂,但其防腐蚀性较差[5],通常需要对 WEP 进行改性处理。


聚苯胺改性环氧树脂防腐涂料

聚苯胺( PANI) 具有优良的附着力和耐候性等性能,是一种前景广阔的新型金属防腐涂料,将其与WEP 共混,可增加 WEP 涂层的交联密度,同时提高涂层整体的防腐屏蔽性能。等[6]通过在介孔分子筛颗粒外表面原位聚合形成 PANI,再与 WEP、消泡剂和增塑剂共混并固化,得水性 PANI 防腐涂料。实验表明,该防腐涂层能克服水性防腐涂料在涂刷过程中易出现闪点腐蚀的问题。介孔分子筛使涂层的机械性能提高,在其孔道内的 PANI 延伸到孔口处与 EP 基体产生新键,增加了体系的交联密度,使体系的防腐性能提高。


Wang 等[7]将 PANI 与介孔 SiO2 颗粒的聚合物,与 EP和水基固化剂共混得到水性高防腐性涂料。EIS 分析得出该涂层较环氧清漆有更好的防腐性能,且该涂层暴露于盐雾环境 480 h 后无明显的腐蚀痕迹。这是由于 PANI 有助于形成隔绝电子和化学扩散的阻挡层,提高了涂层的屏障作用Bagherzadeh 等[8 - 9]将微聚苯胺和纳米聚苯胺颗粒分散体分别与聚酰胺固化剂和 WEP 共混,得样品MP 和 NP。SEM 观察到 NP 样品中纳米 PANI 颗粒均匀分散在涂层中,有助于形成稳定的钝化层。测量喷洒盐雾前后涂层附着力的变化,可知含有 PANI 的样品涂层在金属表面有更好的附着力,且在盐雾环境中丙酮、石油醚等溶剂的特点较未改性 WEP 涂层大大提高。Singh 等[16]用 EP、不同的脂肪酸和二乙醇胺合成,并分别由磷酸、乳酸等不同中和剂中和得到高性能水性脂肪酸基环氧涂料。在浸入 3. 5% NaCl 溶液25 d后,TOEE( 桐油脂肪酸) - 磷酸涂层仍保持较高的极化电阻( Rp = 3 × 106 Ω·cm2) ,表明该涂层可用于长期的防腐保护。在暴露于盐雾和海水实验中,TOEE - 磷酸相较于其他组成物也表现出优异的耐腐蚀性,观察到TOEE - 磷酸涂覆的低碳钢( MS) 在暴露于海水中 600h 后出现第一个腐蚀斑点。这是由于铁磷酸钝化膜的形成,提高了涂层的交联密度和屏障作用。

本文网址:http://sevenlm.com/news/422.html

关键词:水性树脂,丙烯酸酯,防腐涂料

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