金属包装材料涂层防腐技术

金属材料在包装领域保持着极大的生命力,但化学稳定性较差、耐腐蚀性差是金属包装材料存在的主要问题,利用涂层技术在金属表面覆盖涂层是防止金属包装材料腐蚀的有效方法.在分析金属包装材料的性能及防腐蚀方法的基础上,结合金属包装材料腐蚀防护问题,对主要的金属涂层防腐技术及涂料涂层防腐技术进行了介绍.展望了金属包装材料涂层防护的应用发展情况及动态;指出了涂层隔离防护并不能从根本上解决金属材料的腐蚀问题,研发新型耐腐蚀材料成为涂层防护技术的发展方向.     

纳米填料在环氧防腐涂层中的应用研究进展

有机涂层因操作便捷、成本低廉在金属防腐领域备受青睐，其中环氧树脂因其显著的化学惰性、对基材的优异附着力和优良的力学性能而被广泛应用。然而环氧涂层在固化过程中因收缩或溶剂蒸发而产生空隙和导电通道，降低了其防腐效率。解决这一问题的策略是向环氧涂层中加入纳米颜填料。本文针对当下应用于环氧防腐涂层的纳米颜填料进行了总结，详细阐述了非金属纳米填料(包括无机非金属纳米填料和有机纳米填料)和金属纳米材料，特别是新型纳米填料(MOFs材料和MXene材料)的性能及改性现状，并对其应用前景进行了展望。     

钢铁表面有机涂层的耐蚀与摩擦性能的研究进展

钢铁材料由于其优异的力学性能广泛应用于各个领域,然而钢铁的腐蚀失效一直是人们困扰的问题。有机涂层因其优异的结合力、简单的制备工艺和出色的长期防腐性能常用于钢铁表面的腐蚀防护。有机涂层中材料种类、填料取向、改性方法等对涂层腐蚀性能和摩擦性能都有一定的影响。综述了近年来钢铁表面有机涂层耐蚀与摩擦性能的研究进展。首先从物理阻隔、牺牲阳极的阴极保护、自修复技术和超疏水技术4种提高有机涂层耐蚀性的方法入手,阐述了各种方法的基本原理,探讨了4种方法所制备的用于钢铁表面防护的有机涂层的防腐性能,并对目前各种方法所制备的有机涂层存在的问题以及改善措施进行了分析。接着主要从掺杂填料的角度,探究了不同填料对钢铁表面有机涂层摩擦性能的影响,提出了润滑相/增强相协同作用、软硬协同作用和自润滑微胶囊3种提高有机涂层摩擦性能的策略。最后总结了目前钢铁表面有机涂层面临的一些挑战,并对钢铁表面有机涂层的发展方向进行了展望。     

石墨烯基防腐涂层研究进展

自石墨烯发现以来,其优异的导电性、力学性能、热导性、光学性能等吸引了研究学者的广泛关注。此外,石墨烯稳定的sp2杂化结构使其自身具有良好的化学惰性、抗氧化能力和抗渗透性,被认为是一种理想的防腐材料,在金属材料的防腐领域具有非常大的应用前景。基于此,综述了石墨烯防护薄膜和石墨烯/有机涂层在金属腐蚀防护领域的研究进展,并从分散角度阐述了石墨烯的功能化对有机涂层防腐性能的影响;同时归纳了石墨烯的高导电性对有机涂层防护性能的影响以及防护机理。最后展望了石墨烯薄膜和石墨烯有机涂层在金属腐蚀防护应用方面面临的一系列难题以及发展方向。     

石墨烯在金属防护中的应用与展望

石墨烯(类)材料作为明星材料,是诸多应用领域的研究热点。主要从两个方面综述了石墨烯材料在金属腐蚀防护中的应用研究现状,简要概述了单纯的石墨烯薄膜用于金属防护的发展历程,并对该防护手段的弊端进行了分析与讨论,得出石墨烯薄膜不适合直接覆于金属表面用于防腐蚀的结论。详细介绍了石墨烯复合防护涂层的制备方法与性能,针对将石墨烯类材料作为填料改性防护涂层的研究现状,概括了该防护手段的缺点与改进策略,即通过在氧化石墨烯表面进行分子(硅烷偶联剂、聚合物单体等)修饰和表面覆盖纳米粒子(纳米Si O2、Al2O3、Ti O2颗粒等),达到增强石墨烯材料与防护涂层之间的相容性的目的。在此基础上,提出了"主动防护"的概念,构想出一种以石墨烯材料为基础的新型缓蚀剂纳米存储器,同时提出石墨烯材料的深层防护机制仍亟待解决。最后,立足于整个石墨烯行业,从工业化应用的角度出发,对石墨烯防护技术进行了展望。     

光热自修复涂层的研究进展

综述了光热触发自修复涂层的结构设计与修复机制、填料的种类及其特点、涂层的修复效率与防腐应用,重点阐述了基于碳基填料、等离激元纳米材料、有机填料、四氧化三铁纳米颗粒等光热响应物质自修复涂层的国内外最新研究进展,详细分析了填料含量、光照波长、光照强度、基体类型等对涂层的自修复性能和耐蚀性能的影响规律。最后,提出了光热自修复涂层目前存在的问题以及发展前景,未来应进一步优化涂层的制备工艺,提升光热转换效率,降低制备成本,并将涂层的多重修复机制相结合,共同提升涂层的长效防护能力,使之早日实现工业应用。     

氧化铝形成合金中活性元素效应的研究进展

高温金属防护涂层在先进航空发动机上有着广泛应用,其通过生成表面保护性氧化膜为发动机热端部件提供保护,以提高热端部件的抗高温氧化腐蚀能力,延长热端部件的服役寿命。微量活性元素由于能降低涂层材料的高温氧化速率,提高涂层表面氧化膜的粘附性而被广泛用于高温防护涂层的改性上,特别是用于超高温(≥1200℃)金属涂层潜在应用材料NiAl的改性上。但是截至目前,由于活性元素效应的影响因素复杂,相关作用模型并不完善,人们对活性元素效应的微观作用机理还存在较大的争论。从活性元素促进元素的选择性氧化、降低氧化膜生长速率和提高氧化膜粘附性等角度出发,综述了活性元素改性在高温金属防护涂层领域的研究进展,特别是针对以氧化铝形成合金为代表的金属防护涂层材料。重点分析了活性元素改性对氧化膜微观结构、生长机制、界面孔洞、内应力等的影响以及活性元素与杂质元素(如C和S)之间的交互作用。最后,对今后的研究工作进行了展望,希望在原子尺度进行更深入、更细致的研究,为超高温金属防护涂层的发展提供理论指导。     

Kelvin探头参比电极技术在大气腐蚀研究中的应用

Kelvin探头参比电极技术是近年来大气腐蚀领域中最为活跃的研究方向之一．它能够不接触、无破坏的检测薄液膜甚至涂层下金属表面的腐蚀电位分布，文中介绍了该技术的发展历史、技术要点，着重讨论了该技术在研究金属表面有机涂层的剥离和薄液层下金属的腐蚀两方面的应用。     

Development on Corrosion Resistance of Steel with Thermal Spraying Metal Coating

综述了钢铁表面热喷涂金属涂层防腐蚀方面的研究,对锌、铝、铝镁、锌铝合金、锌铝镁合金及锌铝镁稀土合金涂层的耐蚀性能及防腐特点进行了比较,以期为实际工程选择防腐金属涂层提供依据.为了减少钢铁结构的腐蚀,人们在其上铺设各种涂层进行腐蚀防护.目前,主流的防腐措施是在钢铁表面热喷涂金属涂层,然后在金属涂层外面喷涂涂料涂层.这种防腐体系可以协同发挥金属涂层的牺牲阳极保护功能和涂料涂层的阴极保护功能,防腐寿命长,在实际工程中应用广泛.其中常用的金属涂层有锌、铝及其合金涂层,文章对各种金属涂层的耐蚀性能进行比较,以便实际工程优选金属涂层种类.     

新型碳纳米材料用于有机防腐涂层的研究进展

综述了碳纳米材料用于腐蚀防护中的研究进展,重点介绍了几种碳纳米材料,包括富勒烯、碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯、石墨炔以及碳点.碳纳米材料具有优异润滑性能、导电导热性能和屏蔽性能等,在涂层防护领域具有广阔应用前景.具有二维片层结构的碳纳米材料,可在涂层内部构建多重高效屏障,有效提升涂层的屏蔽性能.碳纳米材料的表面存在负电荷,可有效地抑制氯离子和氢氧根离子的渗透过程,降低涂层与金属界面间的阴离子浓度,减缓涂层与金属界面发生腐蚀的几率.碳纳米材料本身具有润滑性能,可实现减摩,提升涂层的耐磨性能.此外,对碳纳米材料涂层的制备、性能及防腐机理等进行了详细阐述,对碳纳米材料在有机防腐涂层中的发展前景进行了展望.     

磷酸盐涂层研究进展及其应用

随着世界环保压力与节能压力的剧增,绿色涂层已经成为金属腐蚀防护的发展趋势.磷酸盐涂层是一种机械强度高、热稳定性好、耐腐蚀且无毒环保的无机涂层.相较于金属涂层和无机硅涂层,磷酸盐涂层因其制备方法简便以及特殊的性能优势,受到越来越多的关注,在建筑、汽车、航海、航空航天、医疗等领域已取得广泛运用.分别介绍了反应固化型磷酸盐涂...     

仿生表面/涂层在金属腐蚀防护中的研究进展

首先分别概述了仿生非浸润表面（超疏水表面、超滑表面）和智能自修复涂层（缺陷愈合型自修复涂层、腐蚀抑制型自修复涂层）的仿生设计原理和制备技术,重点阐述和探讨了其在金属腐蚀防护领域的研究进展与存在的问题。然后进一步梳理了近年来通过将仿生非浸润技术与智能自修复技术相结合,构建自愈性超疏水表面、超疏水活性涂层和超滑活性涂层等多功能防腐蚀涂层的新策略。最后分别对非浸润表面和自修复涂层技术在金属腐蚀控制领域未来的研究重点和发展趋势进行了展望,希望为仿生表面/涂层的设计、制备及防腐蚀应用提供有益的参考。     

超疏水复合涂层的机械性能研究进展

超疏水表面具有杰出的防润湿特性,在防水、防污、防冰、自清洁等众多领域均具有极高的应用价值.超疏水复合涂层具有适用基材广泛、易加工施涂、成本低廉等诸多优势,是当下极具实用化前景的超疏水表面构建技术,然而涂层普遍较差的机械性能极大地限制了其在生活中的实际应用.总结并对比了超疏水表面的构建方法,简要介绍了影响超疏水涂层机械性...     

水凝胶在腐蚀防护领域应用进展综述

水凝胶材料由于其独特的含水交联网络结构,具有优越的亲水、润滑、耐磨、生物相容等特性,是近年来发展极为迅速的高分子材料之一,被广泛用于药物传输、软体机器人、可植入器官、传感器等生物医学等工程领域。在腐蚀防护领域,水凝胶材料由于其独特性质逐渐受到学者的关注,成为了新兴腐蚀防护材料之一。通过文献综述的方法,对化学交联法与物理交联法两种水凝胶的主要制备方法进行对比,对两种方法制备的水凝胶材料的结构和性质进行了对比,进一步分析了水凝胶材料具有的独特性质,及其在腐蚀防护领域的应用潜力。其中化学交联制备出的水凝胶,其稳定性好,力学强度高,具有良好的耐磨防污性,可制备出性能优异的海洋防污涂层。物理交联制备的水凝胶由于其内部具有三维网络空间结构可负载缓蚀剂,且其内部存在大量的动态可逆键,具有环境响应性,能随着环境pH、温度等变化而改变自身溶胀程度,从而改变负载在水凝胶中的缓蚀剂的释放速率。因此,对比传统固体缓蚀剂和液体缓蚀剂,水凝胶智能缓蚀剂对金属有着更长效的腐蚀防护性能,具有良好的应用前景。根据水凝胶材料的独特性质,着重分析了水凝胶材料在腐蚀防护领域的应用现状,并对研究前景进行了分析。目前制备水凝胶涂...     

Fabrication of Halloysite nanocontainers and their compatibility with epoxy coating for anti-corrosion performance

In this work, multi-layered Halloysite polyelectrolyte nanocontainers, which will be used to store corrosion inhibitors to develop smart coating technology, were fabricated, and doped in a home-modified epoxy coating. The Halloysite nanocontainers were characterised, and their compatibility with the epoxy coating was tested in terms of the anti-corrosion performance for X65 pipeline steel. Results demonstrate that the fabricated Halloysite nanocontainers have a more uniform scale and better dispersion than the as-received Halloysite particles. The processing introduces new functional groups in the material, but does not change its intrinsic structure. The epoxy coating containing Halloysite nanocontainers possesses enhanced corrosion resistance. Moreover, with the increase in the content of the Halloysite nanocontainers in the coating, the corrosion resistance is further improved. The prepared Halloysite nanocontainers are highly compatible with the epoxy coating for corrosion resistance.     

建筑装饰材料智能修复涂层制备方法探析

随着社会经济的发展,建筑装饰材料的使用不可或缺,其长久性和稳定性受自然环境腐蚀的考验。施加涂层是有效的防腐手段,解决自修复涂层稳定性和长久性的问题也是防腐科学研究和实际应用的前沿。综述了几种常见的自修复涂层的制备及防腐机制:外援型自修复涂层,在涂料中添加含成膜物质/缓蚀剂的微胶囊,当涂层受到机械冲击后胶囊随之破裂并释放成膜物质/缓蚀剂,形成保护膜或抑制电化学反应保护金属基底;本征型自修复涂层,其涂层基质对环境因素敏感,在环境刺激下通过恢复涂层基质聚合物网络中内在化学键和/或物理构象而修复涂层,其主要包括动态键型和形状记忆型自修复涂层;多重自修复涂层,通过将含有成膜剂/缓蚀剂的微胶囊掺进可恢复涂层基质聚合物中,使其兼顾外援型和本征型自修复涂层的性能。总的来说,自修复涂层的防腐机制主要是通过在涂层中添加缓蚀剂/成膜物质或使涂层恢复活性来抑制涂层下的金属电化学腐蚀,目前建筑装饰用的自修复防腐涂层已逐步应用到建筑防腐工程中,但仍需要在多个方面进行更加深入的研究,多重自修复涂层是未来自修复涂层研究和应用发展的方向,其长效稳定性及制备工艺是主要的科学问题。     

Morphology,Texture and Corrosion Behavior of Nanocrystalline Copper–Graphene Composite Coatings

This article discusses morphology, texture and corrosion behavior of electrodeposited Cu–graphene composite coatings on mild steel. This study demonstrates that a metal–graphene composite coating, in which graphene is incorporated into a suitable metal matrix, is an effective way to harness the anti-corrosive potential of graphene in producing anti-corrosive coatings for corrosion-prone materials such as steel. Enhanced corrosion resistance of such metal–graphene coatings can facilitate reductions in the requisite coating thickness and material costs in a given coating application. Cu–graphene composite coatings were electrodeposited from sulfate-based acidic electrolytic baths consisting of uniform dispersions of electrochemically exfoliated graphene. Incorporation of graphene into a Cu matrix promoted finer coating morphology, reduction in crystallite size and a strong <220> texture, which subsequently made these composite coatings about 43% more corrosion resistant in 3.5% NaCl when compared to pure Cu coatings. Enhanced corrosion resistance of the composite coatings was indicated by the corrosion potential which increased with the amount of incorporated graphene.     

电弧喷涂防腐蚀涂层研究

介绍了电孤喷涂稀土铝、铝合金涂层抗腐蚀性能试验,高速电弧喷涂锌、铝涂层的防腐蚀性能试验结果.指出喷涂材料和喷涂设备的发展情况,提高了涂层的防腐蚀性能,使电弧喷涂能够在防腐蚀领域得到更广泛的应用.