磷化聚苯胺固化含环氧基硅树脂涂层的制备及性能

为了改善有机硅树脂的固化条件及其涂层的防腐蚀性能,以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）、硅酸乙酯（TEOS）、二甲基二乙氧基硅烷（DMDMS）为硅烷单体,采用溶胶-凝胶法制备了含环氧基的硅树脂（ESiR）,并以磷化聚苯胺（PANI）为固化剂制备了硅树脂防腐蚀涂层,分析了PANI固化含环氧基硅树脂的固化反应。通过测试固化时间、涂层的柔韧性和硬度、热失重曲线等考察了PANI添加量对涂层固化程度的影响;通过附着力、接触角、吸水率、电化学阻抗谱和极化曲线测试了PANI添加量对涂层性能的影响。结果表明：当PANI添加量（质量分数）为3 %时,得到的涂层固化效果较好,涂层既具有良好的柔韧性,又有较高的硬度;且涂层表现出较好的疏水性、附着力和优异的防腐蚀性能,其接触角为103.5°,吸水率为8.91%;涂层的干、湿附着力均为0级;腐蚀电流密度为7.58×10^-8 A/cm²,电化学阻抗值达到3.4×10⁶ Ω·cm²。     

电流密度对ZK60镁合金表面超疏水涂层的制备及耐腐蚀性的影响

为了提高镁合金的耐腐蚀性能,基于层状双氢氧化物（LDHs）膜在ZK60镁合金表面制备了超疏水（SH）涂层。涂层制备过程中引入电场辅助,研究了工作电流密度对涂层性能的影响。结果表明,工作电流密度显著影响LDHs膜的微观结构,这对SH涂层的疏水性具有重要影响。当工作电流密度为25 mA/cm²时,SH涂层表面呈现均匀的微纳米结构,并表现出超疏水性。超疏水涂层的腐蚀电流密度（I_corr=9×10^-7 A·cm^-2）比ZK60基体的腐蚀电流密度（I_corr=3×10^-5 A·cm^-2）低了2个数量级,表现出优异的耐腐蚀性。     

超音速大气等离子喷涂TiB2-SiC涂层的抗氧化性及耐熔盐腐蚀性能

采用超音速大气等离子喷涂制备全包覆TiB₂-SiC涂层,研究了TiB₂-SiC涂层在400和800 ℃的氧化性能,并探究其氧化机理。对TiB₂-SiC涂层在900 ℃下的抗铝熔盐腐蚀性能进行研究,并探讨其耐熔盐腐蚀机理。结果表明,超音速大气等离子喷涂制备的TiB₂-SiC涂层具有良好的抗氧化性,在400 ℃的氧化速率常数为1.92×10^-5 mg²·cm^-4·s^-1,在800 ℃的氧化速率常数为1.82×10^-4 mg²·cm^-4·s^-1。超音速大气等离子喷涂制备的TiB₂-SiC涂层在900 ℃下具有良好的抗熔盐腐蚀性能,熔盐腐蚀后TiB₂-SiC涂层都保持致密结构,未发生涂层的开裂及剥落。     

基于磁过滤技术制备亚微米级TiAlN/TiAlCN/TiAlC复合涂层的耐腐蚀性能

海洋环境中长期服役的船舶、舰载机关键部件存在严重的腐蚀问题。为提高其耐腐蚀性能,采用磁过滤真空弧（FCVA）技术制备不同Al/Ti含量比的亚微米级Ti （Al） N/Ti （Al） CN/Ti （Al） C多元复合多层膜（以下简称TANC）。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电化学工作站和盐雾试验机等表征薄膜的形貌、结构和腐蚀性能。结果表明：在盐雾试验中腐蚀形态主要以点蚀为主,随着膜层中Al/Ti含量比的增大,耐腐蚀性提高;电化学腐蚀试验中,亚微米级膜层的自腐蚀电流密度可达到10^-7 A/cm²数量级,且随着膜层Al/Ti含量比的增大,腐蚀电流密度从7.73×10^-7减小到3.83×10^-7 A/cm²,低频区阻抗值从1.19×10⁵增大到4.70×10⁵ Ω·cm²,较基底提高了2个数量级,耐腐蚀性能不断提高;盐雾腐蚀和电化学腐蚀结果一致,高Al含量的TANC耐腐蚀性能最优。通过FCVA技术能实现亚微米级TANC涂层的强防腐效果,该涂层具有发展成为关键部件耐海洋腐蚀涂层的潜力。     

介孔分子筛纳米微容器装载缓蚀剂对环氧涂层防腐蚀性能的影响

目的 研究添加装载缓蚀剂的介孔分子筛对环氧涂层防腐蚀性能的影响。方法 通过浸渍法分别添加有机缓蚀剂葡萄糖酸锌和无机缓蚀剂硝酸铈对介孔分子筛MCM-41改性获得缓蚀颗粒，将缓蚀颗粒与环氧涂层混合获得具有自修复功能的复合环氧涂层。通过中性盐雾试验、电化学交流阻抗谱和局部电化学交流阻抗谱测试，评价了复合环氧涂层的防腐蚀性能，并通过光学显微镜对腐蚀后形貌进行了观察。结果 当缓蚀颗粒含量为5%时，浸泡50 d后，环氧清漆的涂层电阻从9.93×10⁴ Ω降至3.71×10⁴ Ω，而铈改性复合涂层的电阻从2.33×10⁵ Ω降至1.06×10⁵ Ω，其变化趋势更稳定且阻抗值更大，有机锌盐改性复合涂层在浸泡后的起泡现象也得到了明显改善。缓蚀颗粒含量较多(10%)时，复合涂层中的微孔缺陷含量增高，同时引起渗透压的改变，使得腐蚀介质更易渗透至金属基体表面，加速腐蚀的发生。在带缺陷涂层中，两种改性涂层缺陷周围测得的阻抗值呈现先减小后增大的趋势，涂层均出现自修复现象。结论 适量装载缓蚀剂介孔分子筛颗粒的加入，有效地提高了环氧涂层的防腐蚀性能。Zn²⁺/Ce³⁺在缺陷处形成难溶化合物阻碍腐蚀反应是提高涂层防腐蚀能力的主要原因。     

2-6二氨基吡啶改性氧化石墨烯复合涂层的制备及防腐性能*

石墨烯材料作为填料加入到聚合物涂层中可以有效提高涂层防腐性能。以提高 GO 分散性获取高防腐性能复合涂层为切入点,采用 2-6 二氨基吡啶为改性剂制备改性氧化石墨烯复合材料(BGO),分析改性温度、改性剂配比量对 BGO 制备及防腐性能影响。再将 BGO 添加到环氧树脂中制备改性氧化石墨烯复合涂层(BGO / EP),探究 BGO 添加量对复合涂层防腐性能的影响,并揭示涂层防腐机理。XRD、Raman、FT-IR、SEM、AFM、TEM 等系列表征结果表明 2-6 二氨基吡啶成功接枝到 GO 表面。当反应温度为 80 ℃,改性剂与 GO 配比量为 1∶5 时,对 GO 的改性效果最佳。电化学试验、盐雾试验和附着力试验结果证明,BGO 的添加对环氧树脂防腐性能有明显提升作用,且当添加量为 0.1 wt.%时效果最佳。在 3.5% NaCl 溶液中浸泡 10 d 后 BGO / EP 的涂层电阻仍达到 1.03 G?·cm² ,比纯环氧树脂涂层的 38.9 k?·cm²提高了 5 个数量级,比改性前的 GO / EP 复合涂层的 262 k?·cm²提高了 4 个数量级,防腐性能显著提高。研究成果可为进一步优化石墨烯基防腐涂层制备工艺,探究氨基改性氧化石墨烯复合材料在环氧树脂中的分散效果,挖掘其在涂层体系中的作用机理奠定基础。     

非晶TiO2 纳米管形貌对其作为超级电容器电化学性能的影响

采用改进的两步电化学阳极氧化和电化学氢化法制备了不同管径、长度和壁厚的氢化无定型TiO₂纳米管阵列（H@am-TNAs）。结果表明,电化学氢化对TiO₂纳米管阵列的结构影响不大。经过电化学氢化后,纳米管在100 mV·s^-1时的比电容为4.05 mF·cm^-2,比未氢化的管长和管径相同的TiO₂纳米管的比电容大20倍。纳米管的比电容不仅与管长有关,还受管径的影响。通过指数函数拟合,纳米管的长径比呈线性关系。面积电容/长径比达到0.056,几乎相当于锐钛矿相TiO₂纳米管。阳极化处理后的纳米管具有最小的电荷转移阻力和最佳的离子扩散/输运动力学,具有最高的面积容量。此外,为了研究H@am-TNAs纳米管的电化学性能的润湿性,相同的H@am-TNAs电极在C-V和C-P测试前,在电解液中浸泡不同时间,结果表明,比电容随着浸泡时间的增加而减小。     

AZ31B镁合金表面微弧氧化/聚苯胺改性环氧涂层的腐蚀失效行为

为进一步增强微弧氧化(MAO) 处理后镁合金的耐蚀性能,通过涂装聚苯胺改性环氧树脂( PMER) 制备了 MAO/ PMER 复合涂层,并利用扫描电子显微镜(SEM)、电化学工作站、中性盐雾试验箱等表征手段研究了涂层的结构、 耐蚀性能及其长期腐蚀行为。 结果表明:MAO 涂层样品在盐雾试验第 5 d 时已经出现明显的腐蚀条纹,而复合涂层样品在至少 15 d 后才发生明显的鼓泡现象;与 MAO 涂层样品相比,复合涂层样品的腐蚀电流密度下降了 3 个数量级,极化电阻提高了 2 个数量级,PMER 涂层显著提高了 MAO 涂层对镁合金基体的腐蚀防护能力,并且随着 PMER 涂层厚度从 40 μm 增加到 110 μm,复合涂层的腐蚀防护能力变得更佳。 在 30 天的中性盐雾腐蚀过程中,复合涂层样品的阻抗值在 10~ 10¹⁰Ω·cm²内波动,而 MAO 样品在 10 d 后阻抗值降低至 200 Ω·cm²左右。 MAO 涂层易受氯离子破坏而导致涂层失效,而 PMER 涂层不仅起到优异的物理屏障作用,还具有低一定的缓蚀及自修复能力,这将能有效地提高对镁合金 MAO 的后长效防腐寿命。     

高功率脉冲磁控溅射技术制备纳米级ZrO2薄膜的高耐腐蚀性

高质量的金属氧化物薄膜在航天航空、海洋船舶等极端环境下的关键部件有着广泛的应用需求,但传统制备技术易导致薄膜疏松多孔,产生空隙裂纹等缺陷,高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS)已被证明是一种有效制备无空洞和无弧滴致密薄膜的有效方法。通过 HiPIMS 技术在不锈钢表面制备超薄致密 ZrO₂ 薄膜,重点研究不同 O₂流量下耐腐蚀性能的调控规律。 通过扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱仪(XPS)、X 射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、纳米压痕仪(Nano Test P3)、电化学设备(CS300)等对 ZrO₂薄膜的表面形貌、物相结构、力学性能、耐腐蚀性能等方面进行研究。研究结果显示, 在 O₂流量为 40 mL/ min 时,ZrO₂ 薄膜的纳米硬度 H 最高为 26.38 GPa,弹性模量 E 为 290.9 GPa;同时,在电化学腐蚀试验中,其自腐蚀电流密度 I_corr达到 45.802 pA / cm² ,与 304L 不锈钢相比降低了 4 个数量级;电化学阻抗谱(EIS)显示,随 O₂流量的增加,容抗弧半径、低频区阻抗值和相角均随之不断增大,进一步表明 O₂ 流量为 40 min / mL 制备薄膜的耐腐蚀性能最优。通过 HiPIMS 技术能够制备出高质量的 ZrO₂ 薄膜,其高耐腐蚀性对基体起到了强效的防护作用,对防腐薄膜的研究和应用具有一定参考价值。     

改性硅藻土及PDMS对环氧涂层的阻垢耐蚀性能的影响

利用氨基硅油改性的硅藻土(Si-ASO),结合聚二甲基硅氧烷(PDMS)设计了一种有机硅环氧树脂基(EP)复合功能涂层(EP/Si-ASO/PDMS)用于金属表面的防垢和防腐。采用扫描电镜、电化学测试、摩擦测试等对涂层性能进行表征。结果表明,EP/Si-ASO/PDMS复合涂层具有独特的防垢性能,涂层表面的CaCO₃沉积量与EP/Si涂层相比减少了45%。耐腐蚀试验证明EP/Si-ASO/PDMS复合涂层具有优异的耐蚀性,制备的EP/Si-ASO/PDMS复合涂层在3.5% NaCl溶液中浸泡34 d后仍然保持着较高的阻抗模量(10¹⁰ Ω/cm²左右)。摩擦实验表明EP/Si-ASO/PDMS复合涂层具有良好的耐摩擦性,经过5000转摩擦后,质量损失仅为EP/Si涂层的26.47%。     

pH响应的TiO2基纳米容器的制备及缓蚀性能

目的 提高环氧树脂涂层对钢片的耐腐蚀性。方法 采用水热法和NaF刻蚀法合成了中空TiO₂纳米颗粒,以此为材料基底,在TiO₂内部封装了苯并三氮唑（BTA）缓蚀剂,并以正硅酸乙酯（TEOS）和3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）为硅源,在封装BTA缓蚀剂的TiO₂外表面包覆了硅膜。采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线光电子能谱仪（EDS）、X射线粉末衍射仪（XRD）、热重分析仪（TGA）及紫外-可见吸收光谱仪（UV-Vis）等,对纳米容器（TiO₂@BTA@SiO₂）的微观形貌、物相和结构进行了表征,并通过UV-Vis测试了纳米容器在不同p H值（2、4、7）下BTA的释放行为。采用极化曲线测定了钢片在不含和含有修饰TiO₂的0.3%Na Cl溶液中不同p H值下的抗腐蚀行为。结果 pH=2时纳米容器中封装的BTA释放率最大,超过90%的BTA在24h内释放出来,腐蚀抑制率为80.7%。经交流阻抗（EIS）测试表明,在浸泡周...     

SiO2微球负载BTA缓蚀剂型自修复耐蚀涂层的制备及性能研究

目的研究由负载缓蚀剂多孔Si O2微球和7537聚氨酯(PU)所制备的自修复涂层的耐蚀性能和防腐机理。方法利用负压-浸渍法将苯并三氮唑(BTA)负载到Si O2微球中,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)分别对Si O2的形貌与BTA负载含量进行分析检测,并利用划痕浸泡试验、电化学极化曲线及交流阻抗技术,研究Si O2、BTA以及负载有BTA的多孔Si O2微球(Si O2/BTA)对涂层耐蚀性能的影响。结果 SEM图像分析表明Si O2微球粒径约为1μm,热重分析试验表明BTA的负载含量为32.38%(质量分数)。划痕试验表明在浸泡过程中除了PU+Si O2/BTA coating试样外,其他试样的划痕处都出现了宏观腐蚀现象。电化学极化曲线和交流阻抗结果表明PU+Si O2/BTA coating试样始终具有最低的电流密度和较高的阻抗值。结论涂层中的多孔Si O2一方面可以储存BTA,当该涂层产生缺陷时,Si O2中的BTA被释放出来并在基体的缺陷处吸附成膜,从而使该涂层对微观缺陷具有一定的自修复功能;另一方面提高了涂层的致密性;两方面协同作用使PU+Si O2/BTA coating试样具有最好的耐蚀性能和一定的自修复功能。     

Long-term anticorrosion behaviour of polyaniline on mild Steel

Anticorrosion performances of polyaniline emeraldine base/epoxy resin (EB/ER) coating on mild steel in 3.5% NaCl solutions of various pH values were investigated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) for 150 days. In neutral solution (pH 6.1), EB/ER coating offered very efficient corrosion protection with respect to pure ER coating, especially when EB content was 5-10%. The impedance at 0.1 Hz of the coating increased in the first 1-40 immersion days and then remained constant above 10⁹ Ω·cm² until 150 days, which in combination with the observation of a Fe₂O₃/Fe₃O₄ passive film formed on steel confirmed that the protection of EB was mainly anodic. In acidic or basic solution (pH 1 or 13), EB/ER coating also performed much better than pure ER coating. However, these media weakened the corrosion resistance due to breakdown of the passive film or deterioration of the ER binder.     

聚苯胺/环氧涂层对AZ91D镁合金耐蚀性能的影响

通过化学氧化法合成本征态及氢氟酸掺杂态聚苯胺(PANI),用红外光谱对其结构进行表征。以环氧树脂为成膜物质,在AZ91D镁合金基体上制备了本征态及氢氟酸掺杂的 PANI/环氧涂层,用EIS方法研究涂层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性,并用SEM对浸泡后基体表面形貌进行观察。实验结果表明,与环氧清漆相比,本征态PANI的加入明显改善了环氧涂层的耐蚀性,而氢氟酸掺杂后进一步提高了PANI/环氧涂层的性能。用XPS对基体表面分析,发现添加聚苯胺的涂层在镁合金表面形成了具有保护作用的产物膜。     

电化学阻抗谱研究三种涂层体系的耐蚀性

为选择某型特种装备的表面防腐蚀涂层,利用电化学阻抗谱对H06-4环氧富锌/H53-13环氧云铁/丙烯酸聚氨脂、环氧富锌/厚膜灰云铁环氧/TB06-42丙烯酸聚氨脂和环氧防锈平整底漆/CE-46环氧/丙烯酸聚氨脂三种涂层体系进行了耐蚀性评价测试。结果表明,随着浸泡时间的延长,三种涂层体系的保护作用都降低。对比涂层的阻抗谱变化特征得知,H06-4环氧富锌/H53-13环氧云铁/丙烯酸聚氨脂涂层体系耐蚀性较佳,因此被选为某型装备用防腐蚀涂层。     

Effect of different structured TiO2 particle on anticorrosion properties of waterborne epoxy coatings

Anticorrosion properties of waterborne epoxy coatings with three structured nano-particles of TiO₂ were investigated and compared. The surface morphology and structure of TiO₂ have been analysed by XRD, SEM and N₂ adsorption–desorption. Corrosion performance of the nano-composite coating was investigated employing electrochemical impedance spectroscopy and salt spray test. Coatings with mesoporous TiO₂ (meso-TiO₂) possessed the best corrosion performance among the coating specimens. The EIS results show that the resistance value of coating with meso-TiO₂ was above 5.4?×?10⁸?Ω?cm² which was higher than the other nano-composite coatings. Possible strong interactions between polymeric matrix and meso-TiO₂ caused high barrier properties.     

Al2O3纳米粒子环氧涂层对钢筋防护性能的电化学噪声分析

目的研究Al2O3纳米粒子环氧复合涂层对钢筋的防护性能。方法制备Al2O3纳米粒子,将其添加至环氧涂料中,并涂覆在工业钢筋表面成膜。通过XRD和SEM对Al2O3进行表征;利用电化学噪声、交流阻抗谱分析技术,对复合涂层在3.5%(质量分数)NaCl介质中对工业钢筋的防护性能进行测试分析。结果制备的氧化铝纳米粒子的粒径平均为75 nm。通过对电化学噪声测试的有效数据进行时域和频域分析,通过交流阻抗谱分析及数据拟合,认为Al2O3纳米粒子添加量为0.1%(以占环氧树脂质量的百分比计)时,涂层对钢筋的防护性能最好。结论向环氧涂层中添加适量的Al2O3纳米粒子,可以明显提升其对钢筋的防护性能。     

镁锂合金表面含聚苯胺复合涂层的防腐性能研究

    以过硫酸铵为氧化剂,磺基水杨酸为掺杂剂,用化学氧化法合成了聚苯胺 - 二氧化硅(PANI- SiO₂)复合材料;通过FTIR,XRD和SEM对PANI-SiO₂复合材料进行表征;以PANI-SiO₂粉末为功能成分,环氧树脂为成膜物质,在镁锂合金表面制备了PANI-SiO₂/环氧树脂复合涂层,用开路电位和交流阻抗谱研究了涂层的防腐蚀性能.结果表明,在3.0 mass%的NaC1溶液中,PANI-SiO2/环氧树脂复合涂层具有很好的防腐性能,且认为PANI的存在使得镁锂合金表面生成一层钝化膜.     

基于聚苯胺的光固化防腐蚀涂层

利用十二烷基苯磺酸 (DBSA) 对本征态的聚苯胺 (PANI) 进行掺杂,将不同含量的掺杂后的聚苯胺分别加入到光固化树脂聚氨酯丙烯酸酯 (6071) 中,制备了一种低VOC排放的光固化聚苯胺防腐蚀涂层。通过实时红外以及漆膜性能的测试选择了合适的光引发剂,通过电化学阻抗谱、盐雾实验以及极化曲线对涂层的防腐蚀性能进行了测试。结果表明,加入0.4%DBSA-PANI的光固化涂层具有最佳的防腐蚀性能。     

Study on corrosive electrochemical behaviors of zinc‐rich and graphite‐filled epoxy coatings in 3.5 wt% NaCl solution

Environment behaviors and degradation mechanisms of two organic epoxy coatings coated on carbon steel sheets in 3.5 wt% NaCl neutral solution were studied by electrochemical impedance measurements and atomic force microscopy (AFM). The results showed that the coating resistance (R_p) of the graphite‐filled epoxy coating tested, which presents the film barrier performance, is higher than those of 6101 epoxy resin for initial seawater immersion, but the coating resistance of the zinc‐rich epoxy coating was lower than that of 6101 epoxy resin. After salt spray tests, zinc‐rich epoxy coating coated on the metal still has good anti‐corrosion performances due to the existence of protection effects called “electrochemical” and “chemical” protection. Those behaviors and degradation mechanisms of two coatings can be explained by a series of measured electrochemical impedance spectroscopy measurements, and two equivalent circuit models were proposed to explain the degradation processes of the two organic coatings.