水分散性聚苯胺/环氧树脂乳液防腐蚀涂层研究

利用原位插层聚合方法制备了水分散性的聚苯胺/蒙脱土复合材料(PANI/MMT),对其结构进行了XRD表征,测试了变温电导率;并以水性环氧树脂乳液为成膜物,制备了水分散性聚苯胺/环氧树脂乳液复合防腐蚀涂层材料(PANI/MMT/EP),通过开路电位(OCP)、电化学交流阻抗谱(EIS)和塔菲尔曲线(Tafel)对其性能进行了研究,结果表明,PANI/MMT/EP复合涂层对A3钢具有较好的防腐蚀效果,腐蚀电流降低到10-9.7A/cm2。     

改性石墨烯/聚苯胺/环氧树脂复合材料的制备及防腐性能的研究

采用原位聚合法制备改性石墨烯/聚苯胺(PGO/PANI)复合材料,再通过共混的方式将PGO/PANI和环氧树脂复合制备PGO/PANI/EP复合涂层。利用电化学阻抗测试探究了PGO/PANI/EP的防腐能力,并模拟在3.5%NaCl溶液加速浸泡后复合涂层的防腐能力的变化。结果表明,当PGO含量为7%时,复合材料的防腐性能最佳,在3.5%NaCl溶液中浸泡24 h后复合涂层的涂层电阻为5.99×10~5Ω·cm~2,仍具有较好的阻隔性能。     

功能化氧化石墨烯/聚苯胺/环氧树脂 复合涂料的制备及其性能

以自制的功能化氧化石墨烯(C-GO)/聚苯胺(PANI)复合材料为改性填料,对环氧树脂(EP)进行改性,制备了C-GO/PANI/EP复合涂料,研究了复合涂料的防腐性能和防腐机理。结果表明,当C-GO质量分数为3%时,复合涂料硬度最高,吸水率最低,防腐性能最佳。C-GO/PANI是通过填补EP表面的空隙,改善EP的屏蔽性能,阻止O2和H2O的渗入,从而提高EP的防腐性能。     

不锈钢表面PANI/Nd2O3/EP复合涂层的制备与性能

为提高环氧复合涂层在304不锈钢表面的防腐性能,采用原位聚合法将聚苯胺(PANI)和氧化钕(Nd₂O₃)制成PANI/Nd₂O₃复合材料,再将其作为增料剂添加到环氧树脂(EP)中,制得PANI/Nd₂O₃/EP复合涂层。通过改变PANI/Nd₂O₃在环氧树脂中的含量,探究了PANI/Nd₂O₃复合材料对复合涂层的附着力、防腐性能和疏水性能的影响。结果表明：添加适量的PANI/Nd₂O₃复合材料可以提高涂层的附着力,增强其防腐性能及疏水性能。当PANI/Nd₂O₃复合材料的质量分数为4%时,复合涂层的附着力、防腐性能和疏水性能均达到最佳。     

聚苯胺/纳米碳酸钙复合物的制备及其防腐性能

以苯胺单体为原料、过硫酸铵为氧化剂,采用化学氧化法制备了本征态聚苯胺,将其与纳米CaCO3通过溶液共混法制备了聚苯胺/CaCO3复合物。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外–可见光谱(UV–Vis)和红外光谱(IR)对聚苯胺/CaCO3复合物进行了形貌观察和结构表征。分别以聚苯胺、聚苯胺/CaCO3复合物为填料,加入到环氧树脂(EP)/聚酰胺固化剂体系中,在碳钢表面制备了EP/聚苯胺和EP/聚苯胺/CaCO3复合涂层,通过开路电位、极化曲线和交流阻抗谱等电化学方法对比研究了裸钢以及含EP涂层、EP/聚苯胺涂层、EP/聚苯胺/CaCO3复合涂层的碳钢试片在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的腐蚀行为。结果表明,聚苯胺膜较好地包覆在CaCO3纳米粒子表面;CaCO3的加入增强了涂层的致密性,提高了聚苯胺分子对金属基体的粘附力。含有聚苯胺/纳米CaCO3复合物的环氧涂层具有最强的抗腐蚀能力,其次为环氧/聚苯胺涂层;两者相比,EP/聚苯胺/CaCO3复合涂层的腐蚀电位正移了59 mV,腐蚀电流密度降低了63%。     

水性聚苯胺防腐涂料研究

将聚苯胺水性微乳液和环氧树脂共混作为底漆、与环氧树脂面漆复合制成防腐涂料，采用开路电位法评价复合涂层的防腐性能。结果表明，合成聚苯胺水性微乳液所使用的酸介质、聚苯胺乳液的用量和腐蚀介质等对涂层的防腐性能均有影响。以十二烷基苯磺酸(DBSA)为酸性介质合成的聚苯胺水性微乳液，当其用量为50％时，复合涂料的防腐性能最佳，与裸露钢板相比，该复合涂层的平衡开路电位可提高245mV左右。该复合涂料不使用任何有机溶剂，是一种环境友好型绿色涂料。     

聚苯胺/磷化含氟丙烯酸酯复合乳胶涂层的防腐蚀性能

以十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂和掺杂剂,采用化学氧化聚合法合成了一种稳定的聚苯胺(PANI)乳液,该乳液与合成的磷化含氟丙烯酸酯(P-FAc)乳液以不同的比例制备复合乳胶涂层。采用傅里叶变换红外光谱仪对合成的PANI和P-FAc进行了结构表征;通过接触角、附着力、极化曲线、开路电位和电化学阻抗谱测试了复合涂层对Q235钢的防腐蚀性能;通过扫描电子显微镜观察了揭掉PANI/P-FAc复合涂层后的Q235钢表面形貌。结果表明:当PANI乳液与P-FAc乳液的质量比为1∶1时,复合涂层的性能最佳,其腐蚀电流密度仅为1.09×10~(-6)A/cm~2,平衡电位为-0.55 V,阻抗为10~(4.3)Ω·cm~2。     

掺杂态聚苯胺的乳液聚合及其与环氧树脂所制涂层的耐蚀性

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,采用乳液聚合法制备了盐酸或磷酸与十二烷基苯磺酸(DBSA)共掺杂的聚苯胺[(HCl+DBSA)-PANI或(H_3PO_4+DBSA)-PANI]。用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪和四探针电导率测试仪表征了掺杂聚苯胺的形貌、结构和电导率。将添加了掺杂态聚苯胺的E44环氧树脂刷涂在Q235低碳钢表面得到复合涂层(PANI/EP),并通过电化学阻抗谱和浸泡试验考察了它们在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。两种共掺杂态聚苯胺都呈束状结构,(HCl+DBSA)-PANI的结构更均一。添加PANI可以明显提高环氧涂层对碳钢的防腐作用,其中(HCl+DBSA)-PANI的效果更好。     

聚苯胺/凹凸棒土环氧复合防腐涂料的制备及性能研究

以聚苯胺/凹凸棒土纳米复合材料(PANI/ATP)作为填料,以环氧树脂为成膜物质,制备了PANI/ATP环氧复合防腐涂料.研究了PANI/ATP的状态、PANI/ATP的添加量、固化比等对涂层的防腐性能的影响.采用傅里叶红外光谱(Fr-IR)、开路电位(OCP)及极化曲线(Tafel)等测试手段对复合涂层进行了结构表征和防腐性能研究.Tafel极化曲线和开路电位显示,在填料量为5%的情况下,复合涂层的防腐性能较佳,腐蚀电位为-1.098 V,较纯环氧涂层高327 mY;添加了PANI/ATP的涂层较纯环氧涂层的力学性能有很大的提高.     

聚苯胺/SiO_2复合粒子的制备及其防腐性能

以二氧化锰代替常规的过硫酸铵氧化体系,并在化学氧化聚合反应体系中添加适当比例的二氧化硅粒子,制备出盐酸掺杂的聚苯胺包覆二氧化硅复合粒子。扫描电子显微镜(SEM)观察表明,二氧化硅表面及其粒子之间明显包覆一层聚苯胺(PANI);傅立叶变换红外光谱(FTIR)证明了其掺杂的有效性。将复合粒子作为防腐填料,加入环氧树脂做成膜物,制备出的聚苯胺/环氧树脂复合涂料在碳钢基体上进行涂层,采用加速浸泡实验、开路电位法、Tafel极化曲线考察了其防腐性能。结果表明,盐酸掺杂的聚苯胺复合涂层具有优良的防腐性能,该复合涂层的腐蚀电位较环氧树脂涂层提高400mV,腐蚀电流下降4～5个数量级,有望成为一种低成本、高性能防腐涂料。     

二氧化锰氧化法合成聚苯胺/二氧化硅复合粒子用于防腐涂料的研究

以二氧化锰代替过硫酸铵氧化苯胺单体,并在聚合反应体系中添加适当比例的二氧化硅粒子,制备出不同酸掺杂的聚苯胺包覆二氧化硅复合粒子.扫描电子显微镜(SEM)观察表明,二氧化硅表面及其粒子之间明显包覆一层聚苯胺(PANI);并比较不同酸掺杂的聚苯胺复合粒子的傅里叶变换红外光谱(FT-IR),证明了掺杂的有效性.将合成的聚苯胺复合粒子作为防腐填料,加入环氧树脂作为成膜物,制备出的聚苯胺/环氧树脂复合涂料涂覆在碳钢基体上,采用加速浸泡实验、开路电位法、Tafel极化曲线研究其防腐性能.实验结果表明:H2SO4掺杂的聚苯胺复合涂层具有优良的防腐性能,该复合涂层的腐蚀电位较环氧树脂涂层提高400 mV,腐蚀电流下降4～5个数鼍级,是一种低成本、高性能防腐涂料.     

MXene@PAN复合材料的制备及其在环氧涂层中的应用

将二维片层材料钛碳化合物Ti₃C₂(MXene)与聚苯胺(PANI)采用原位聚合法合成MXene@PANI复合材料，改变MXene与苯胺(An)质量比，对复合材料的化学结构、光学特性、光热转换性能进行表征，确定最佳合成比例。制备MXene@PANI含量不同的环氧树脂样条，探究MXene@PANI含量对环氧树脂自修复性能的影响。在环氧树脂中分别添加MXene、MXene@PANI制备涂层，通过电化学阻抗和扫描电镜分析涂层防腐性能。结果表明：当MXene与An的质量比为1∶3时，在MXene表面负载的PANI覆盖均匀，并且复合材料具有良好的光热转换性能。随着环氧复合样条中MXene@PANI含量的增加，自修复率显著提高；经过功率为2 W/cm²的近红外光照射60 s后，自修复率都在97%以上。MXene和MXene@PANI的加入均可改善环氧涂层的防腐性能，MXene@PANI/EP复合涂层对金属的保护效果更优。     

聚苯胺微乳液的制备及其在水性醇酸涂料中的应用

采用微乳液聚合法制备了十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂聚苯胺(PANI)微乳液(PANI-DBSA),制备了水性醇酸树脂与不同含量PANI-DBSA的共混防腐涂料。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和热重分析对PANI-DBSA的性能进行了表征,用耐水性、耐盐水性、耐盐雾性和动电位极化曲线表征涂层防腐性能。结果表明:不同含量的PANI-DBSA没有明显改变涂层的附着力和硬度,但严重影响涂层的防腐性能。当水性醇酸涂料中含有固含量为0.4%的PANI-DBSA时,涂层耐腐蚀性最佳。     

聚苯胺颗粒对水性环氧树脂涂层防腐性能的影响

以盐酸为掺杂剂、过硫酸铵为氧化剂、咪唑类离子液体为稳定剂,采用化学氧化聚合法合成了导电聚苯胺(PANI)颗粒,将其分散到水性环氧树脂(ER)中制成聚苯胺水性环氧防腐涂层,研究了聚苯胺颗粒对涂层防腐性能和机械性能的影响。结果表明,添加聚苯胺显著提高了水性环氧涂层的阻隔性能,信号频率f=0.01 Hz时,PANI/ER涂层的阻抗(|Z|f=0.01Hz)均高于纯ER涂层。添加5.0wt% PANI时ER涂层阻隔性能最好,浸泡0~168 h时|Z|f=0.01Hz稳定在约8.0×108 Ω?cm2,浸泡168 h后|Z|f=0.01Hz=7.5×108 Ω?cm2,远高于ER和其它PANI/ER体系。中性盐雾实验结果表明,聚苯胺赋予了涂层钝化腐蚀的能力,显著提高了涂层的防腐性能,且其添加量越高,防腐性能越好。弯曲和冲击实验结果表明,涂层的机械性能随聚苯胺含量增加先上升后降低,当聚苯胺添加量不超过5.0wt%时,涂层的机械性能优异,附着力和韧性均较好;PANI添加量增至7.0wt%时,ER涂层的脆性明显变大,机械性能下降。聚苯胺在水性环氧体系中的最宜添加量为5.0wt%,此时涂层的机械性能良好,综合防腐性能最优。     

不同酸掺杂聚苯胺/环氧涂层的防腐蚀性能研究

制备了分别由盐酸、硫酸、磷酸、植酸、甲基磺酸和十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺(依次记为HCl-PANI、H2SO4-PANI、H3PO4-PANI、PA-PANI、MSA-PANI和DBSA-PANI)与本征态聚苯胺(EB-PANI),通过傅里叶变换红外光谱仪、紫外可见分光度计、X射线衍射仪、拉曼光谱仪及扫描电镜对它们的结构与形貌进行了表征。将不同的聚苯胺材料分别添加到环氧树脂中并涂覆在Q235碳钢表面,得到不同的聚苯胺/环氧(PANI/EP)涂层,对其铅笔硬度、附着力及湿润性进行测试,并通过电化学阻抗谱考察了它们在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性,讨论了不同添加量、不同掺杂酸对聚苯胺/环氧涂层耐蚀性的影响。结果表明上述7种聚苯胺均呈珊瑚状结构。添加了聚苯胺的环氧涂层的防腐性能得到了不同程度的提高,其中聚苯胺的最佳添加量为0.6%,HCl-PANI与PA-PANI的效果最好。     

水性防腐涂料研究进展

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。     

植酸改性水性环氧-丙烯酸酯乳液制备及其防腐性能

采用植酸改性环氧树脂,再用改性环氧树脂制备出水性环氧-丙烯酸酯复合乳液及其涂层。通过红外光谱,塔菲尔曲线及耐中性盐雾测试研究了改性水性环氧-丙烯酸酯复合乳液涂层的耐腐蚀性能。结果表明,植酸改性环氧树脂充分发挥了植酸的缓蚀性和屏蔽作用,其水性乳液涂层在质量分数3.5%的NaCl溶液中浸泡前和浸泡72 h后的腐蚀电压分别为-0.432 V和-0.597 V,腐蚀电流分别为3.829×10~(-6)A/cm~2和5.884×10~(-6)A/cm~2,乳液间歇喷雾180 h后划痕处单向腐蚀1.1 mm,无起泡,耐腐蚀性明显优于未改性乳液。     

GS改性氧化石墨烯/聚苯胺防腐材料的制备及性能

用双子表面活性剂(GS)通过静电作用对氧化石墨烯(GO)进行插层改性制备了改性氧化石墨烯(GSGO),再以苯胺(An)为单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,通过原位聚合法制备了GSGO/PANI复合材料。最后利用GSGO/PANI与水性醇酸树脂(WAR)共混得到了GSGO/PANI/WAR防腐涂层。采用FTIR,Raman,XRD和SEM等测试手段对GSGO和复合材料的形貌、结构进行了表征,结果表明,GS插入到GO的片层中,使得GSGO的层间距增大,且棒状的聚苯胺分散在GO的片层中,形成片状插层结构。动电位极化和电化学阻抗谱测试表明,GSGO/PANI/WAR 复合涂层比纯WAR涂层具有更高的耐腐蚀性能。当复合涂层中w(GSGO)=10% 时,涂层的耐腐蚀性能最好。腐蚀电流密度从9.82?10-6A/cm2减小至1.08?10-6A/cm2,腐蚀电从-0.56V增加到-0.28V,|Z|值可达到5.25?106 ohm.cm2。     

氧化石墨烯-水性环氧树脂固化剂的制备及性能

首先，将三乙烯四胺(TETA)和氧化石墨烯(GO)球磨，得到TETA改性GO分散液TGO；然后向其中依次滴加双酚A型环氧树脂E44、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TPEG)、甲氧基聚氧乙烯-2,3-环氧丙烷(MEH)和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)，采用原位聚合法合成了氧化石墨烯-水性环氧树脂固化剂(TGO-WPEA)；采用上述工艺，不添加GO的条件下制得水性环氧树脂固化剂(WPEA)。将WPEA和TGO-WPEA分别与环氧树脂乳液(Epikote-6520)复合制得水性环氧树脂(EP)和氧化石墨烯改性水性环氧树脂(TGO-EP)防腐涂料。通过FTIR、XPS和XRD对材料进行了结构表征，采用电化学测试和盐雾实验对TGO-EP的防腐性能进行了评价。结果表明，水性环氧树脂固化剂(WPEA)分子通过共价键连接到GO表面，改善了GO在EP中的分散稳定性和接枝率，提高了TGO-EP复合涂料对腐蚀介质的屏蔽性能。与纯EP涂层相比，TGO-EP涂层腐蚀电位从–0.267 V提高到–0.125 V，腐蚀电流密度从5.44×10^–8 A/cm²     

聚苯胺/石墨/环氧导电防腐涂层的制备与性能

在环氧涂料中加入石墨和导电聚苯胺(PANI),制备了PANI/石墨/环氧导电涂料。研究了稀释剂的种类和用量对涂料的流平和涂层外观的影响,以及石墨和聚苯胺的添加量对涂层的电导率、硬度、附着力、耐蚀性等性能的影响。结果表明,活性稀释剂不适合制作聚苯胺导电涂料。以m(二甲苯)∶m(正丁醇)=4∶1为混合稀释剂,石墨含量为30%,聚苯胺添加量为环氧树脂的10%,环氧树脂与稀释剂的质量比为1∶1.5时,所得涂层具有良好的导电性和防腐能力,其电导率为1.01×10-4 S/cm,铅笔硬度3H,附着力0级,划痕试样在5%NaCl溶液中浸泡7 d不腐蚀。