丙烯酸树脂的制备及其在环氧树脂涂层中的应用研究

通过溶液法合成丙烯酸树脂并表征,然后将其添加到环氧树脂中在镁合金表面制备涂层,通过冲击、柔韧性结合电化学阻抗技术(EIS)研究丙烯酸树脂加入对环氧涂层力学及防护性能的影响。研究结果表明,与纯环氧树脂防腐涂层相比,加入丙烯酸树脂后涂层与基体之间的附着力提高了2 MPa、耐冲击性和疏水性均有改善;添加丙烯酸树脂的涂层在浸泡1 656 h后的阻抗为1.25×10⁹Ω·cm²,而环氧清漆涂层的阻抗仅为3.85×10⁷Ω·cm²;因此加入丙烯酸树脂后使环氧涂层有更优异的防腐性能。     

麦羟硅钠石在环氧涂料中防腐性能的研究

首先采用双子表面活性剂（ GS）对麦羟硅钠石（ MAG）进行有机化改性，然后负载苯并三氮唑（ BTA），制备了一种负载 BTA的 MAG新型填料（ BGM）通过红外光谱和扫描电镜对其结构和形貌进行了表征，然后将 BGM添加到环氧树脂中考察了涂层，性能。结果表明： GS对 MAG进行了有机化改性并成功负载了 BTA，同时 BGM以剥离状片层结构存在；添加 BGM填料的涂层表面光滑平整，微孔大大降低；极化曲线测试表明添加 BGM的涂层腐蚀电流密度和腐蚀电压最小，分别为 2. 42×10-9 A/cm²和-1. 157 V；电化学阻抗谱拟合电路后的 Rct和 Rc分别为 4. 14×106 Ω·cm²和 3. 00×105 Ω·cm²，R_ct与 R_c之和最大，说明添加 BGM后涂层的耐腐蚀性最好；水接触角测试表明添加 BGM的涂层的接触，角最大为 89°，说明涂层具有较好的疏水性，从而提高了涂层的防腐性能。     

疏水改性氧化石墨烯/环氧复合涂料的制备及其防腐性能研究

以叔碳酸缩水甘油酯(E-10P)为疏水单体,通过环氧与羧酸的共价键合,在氧化石墨烯(GO)表面引入疏水性支化碳链,改性后的氧化石墨烯(F-GO)作为防锈填料加入环氧树脂中得到F-GO/环氧复合涂料。通过红外光谱、拉曼光谱、X-射线衍射、热重分析对F-GO的结构进行表征,通过场发射扫描电镜观察F-GO及复合涂料的微观形貌,并通过电化学阻抗、极化曲线和盐雾试验测试了复合涂料的防腐性能。结果表明:E-10P可利用其空间效应阻碍片层的团聚;疏水效应可提高F-GO的热稳定性和与环氧树脂的相容性;与空白环氧涂层相比,当复合涂料中F-GO质量分数为0.2%时,厚度为20~25 μm的防腐涂层的腐蚀电流可由2.358 6×10 ^-6 A/cm ²下降至2.000 2×10 ^-11 A/cm ²,阻抗值可由1.1×10 ⁷ Ω·cm ² 提升至6.9×10 ⁹ Ω·cm ²。     

纳米SiO2增强双酚A型酚醛环氧树脂涂层的制备和性能

为了获得热稳定性好、韧性高且附着力优异的酚醛环氧树脂，采用水热合成法合成了不同酚醛比的双酚A型酚醛树脂，利用环氧氯丙烷进行改性，并加入纳米二氧化硅制备得到纳米粒子增强型酚醛环氧树脂防腐涂层，并对涂层的热稳定性和力学性能进行分析。结果表明：新型酚醛环氧树脂与传统环氧树脂相比，具有更好的耐热性和力学性能，经过纳米改性后的涂层具有更好的腐蚀防护性能，当酚醛比为1∶1，纳米二氧化硅添加量为3%时，涂层的硬度达到5H，附着力达到1级，柔韧性达到1 mm，且在30 d浸泡实验后阻抗依旧在10⁸Ω·cm²以上。表明在酚醛环氧树脂中添加纳米二氧化硅可以改善涂层的机械性能和防腐性能，且最佳添加量为3%。     

疏水侧链改性聚氨酯丙烯酸酯的制备及其在光固化金属涂层中的应用

为提升光固化金属涂层的防腐性能，以来源于生物基的δ-癸内酯(DL)为原料，首先合成了一系列带疏水侧链的聚癸内酯二元醇，然后与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和丙烯酸羟乙酯(HEA)制备了带有疏水侧链的聚氨酯丙烯酸酯，将其用于构筑光固化金属涂层。采用傅立叶变换红外光谱、核磁共振氢谱对其结构进行了表征，研究了聚癸内酯二元醇的化学结构、相对分子质量对所构筑的光固化涂层疏水性以及防腐性能的影响。结果表明：疏水侧链改性后，聚氨酯丙烯酸酯涂层在水中浸泡400 h的吸水率从3%下降至1.4%；在盐水中浸泡400 h的阻抗模值从2.7×10⁷Ω·cm²提升至1.1×10⁹Ω·cm²；在盐雾环境中400 h仅出现轻微点蚀现象；可见疏水侧链改性的聚氨酯丙烯酸酯所构筑的涂层具有更高的耐水性和耐腐蚀性。     

环氧豆油树脂涂层的防腐性能研究

以环氧大豆油（ESO）为主要原料,四亚乙基五胺为固化剂,在碳钢基底表面制备了环氧豆油树脂（ESOR）涂层。利用场发射扫描电镜、傅里叶红外变化光谱仪、纳米压痕仪、热重分析仪、接触角测量仪、电化学阻抗谱等技术对ESOR涂层的性能进行了表征。结果发现,原料中ESO的含量有助于提高ESOR涂层的耐水性;而当原料中ESO的含量逐渐增加时,ESOR涂层的硬度、弹性模量和耐蚀性都会随之增强;根据拟合的等效电路,ESO与四亚乙基五胺的摩尔比为2的ESOR涂层的涂层电阻R_c能达到8.22×10¹¹ Ω·cm²,电荷转移电阻R_ct能达到1.32\times10¹⁰ Ω·cm²,表现出了优异的防腐性能。     

硅/巯基复合改性光固化WPUA涂料制备及其性能

采用端羟基硅油（HS）、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯（PETMP）先后改性紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯（WPUA）,探究了HS及PETMP添加量对涂膜性能的影响。FTIR表征了改性前、后产物的结构;测试了乳液粒径,并利用TEM和SEM对乳液形貌和涂层断面进行了分析。通过涂膜附着力、硬度、柔韧性、抗冲击、接触角、综合热分析、电化学阻抗谱及极化曲线等测试评价涂层的机械性能、疏水性、耐热性及防腐性能。结果表明：当HS及PETMP添加量分别为3%、5%时,硅/巯基复合改性的紫外光固化WPUA涂层相对于改性前,硬度由HB提升为3H,附着力由3级提升到1级,柔韧性为0.5mm,耐冲击为50cm,接触角由68.5°提升到90.5°,吸水率由18.78%降低为6.94%;涂层的热稳定性显著增强;涂层阻抗由1.86×10⁶Ω·cm²增大到6.45×10⁷Ω·cm²,E_coor由 -1.069V正移到-0.4215V,I_coor由2.12×10^-8A/cm²减小到8.11×10^-10A/cm²,年腐蚀速率为0.0242mm。表明HS及PETMP的引入显著提升了涂层的综合性能。     

改性氧化铈/钨酸镍环氧防腐涂层的制备及性能

采用水热法制备出不同质量比的氧化铈/钨酸镍(CeO₂/NiWO₄)的复合粒子,再选用硅烷偶联剂KH560对其进行改性,利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）表征了复合粒子的结构与形貌。将改性的复合粒子分散于环氧树脂（EP）中,然后喷涂在碳钢基体上制备CeO₂/NiWO₄/EP复合涂层,利用电化学交流阻抗（EIS）、加速浸泡实验和摩擦磨损试验（Taber）测试涂层的防腐与摩擦性能。结果表明：添加CeO₂/NiWO₄复合粒子的环氧树脂涂层的防腐耐磨性能大幅度提高,而且当复合粒子中CeO₂与NiWO₄的质量比为4∶3时,涂层防腐耐磨性能最好,该复合环氧涂层在3.5%NaCl水溶液中浸泡后期(45天)仍保持较高的阻抗模量(7.36×10⁸ Ω/cm²),比纯环氧树脂涂层高一个数量级。同时,经过10000转摩擦磨损后,此复合涂层的质量损失较纯环氧涂层减少56%,厚度损失量仅为CeO₂/EP的50%,表现出最优异的防腐耐磨性能。     

含氟环氧乙烯基酯树脂防腐涂料的制备及其性能研究

为提高环氧树脂力学性能和防腐性能,本研究利用丙烯酸对环氧开环制备环氧乙烯基酯树脂,并添加低浓度的甲基丙烯酸六氟丁酯,通过热固化制备出系列含氟固化膜。研究了固化膜的热力学性能、拉伸性能和防腐性能等,结果表明：当甲基丙烯酸六氟丁酯的添加量为 0. 4%（质量分数）时,固化膜的力学性能和防腐性能最优。拉伸强度由 44. 56 MPa提高到 59. 90 MPa,提高幅度为 34. 43%;在 3. 5% NaCl溶液中浸泡 82 d后,涂层的阻抗模量（ f＝0. 01 Hz）仍保持在 2. 43×10⁹ Ω·cm²以上。将甲基丙烯酸六氟丁酯引入环氧乙烯基酯树脂中,使其性能得到改善,有利于其在海洋重防腐领域的应用。²     

植酸改性石墨烯的制备及其在防腐涂层中的应用

石墨烯作为一种新型的二维片层材料在防腐涂料中具有很好的应用前景,然而石墨烯分散性差易团聚,且一般只具有物理防腐功能。针对这些问题,本文以一种成本较低的生物基原料——植酸（ PA）对石墨烯进行共价改性,利用其结构中的磷酸基团与氧化石墨烯表面的羟基反应共价接枝到石墨烯表面,制备得到了一种分散性良好的植酸改性石墨烯（ PA-rGO）植酸对石墨烯改性不仅可提高石墨烯在树脂中的分散性,还可以与金属基材螯合起到化学防腐的效果,。将 PA-rGO添加到水性环氧树脂中制备了一种具备“物理 +化学”双重防腐效果的水性防腐涂料。通过红外光谱以及 X射线光电子能谱对 PA-rGO的结构进行了表征,通过电化学阻抗及极化曲线研究了不同 PA改性程度的石墨烯对涂层防腐性能的影响。结果表明：当 PA体积浓度为 1.6%时, PA-rGO在涂层中的分散性最好,且所得涂层（ PA-rGO/WEP）具有最佳的防腐效果, 25 d后其阻抗模值能够达到 10⁶ Ω·cm²,比纯环氧涂层（ WEP）以及添加还原氧化石墨烯的环氧涂层（ rGO/WEP）高 1~2个数量级,自腐蚀电流（I_corr）最小,数值为 9.85×10^-9 A/cm²。     

石墨烯改性涂层防护性能研究

为减少团聚,提高石墨烯在涂层中的分散性,研究采用纳米分散技术预先制备了石墨烯分散液,再将其分散至环氧树脂中获得石墨烯改性复合涂层。通过对石墨烯含量为 0、0.3%、0.6%的复合涂层进行盐水浸泡、盐雾、阴极剥离实验及电化学性能测试,证明石墨烯的加入显著增强了涂层的防护性能。石墨烯复合涂层在 3.5%盐水中浸泡 1 008 h后,涂层低频阻抗仍大于 106 Ω·cm²比未添加石墨烯的涂层提高了 3个数量级,且盐雾实验 6 000 h后涂层表面仍保持完好;含 0.6%石墨烯,的涂层耐蚀行为劣于石墨烯含量为 0.3%的涂层。     

铝合金表面钒酸铈改性环氧涂层的制备与性能研究

通过水热合成法制备钒酸铈(CeVO4)纳米填料,将CeVO4分散到环氧树脂中获得改性涂层.分别涂覆在打磨后碱洗处理铝合金和直接喷砂处理铝合金上.采用XRD、FT-IR和SEM对CeVO4粉体进行表征,并通过附着力测试、电化学阻抗和长期浸泡实验对改性前后的涂层进行研究.结果表明:利用水热合成法可成功制备CeVO4纳米填料...     

Excellent corrosion protection performance of epoxy composite coatings filled with silane functionalized silicon nitride

Silicon nitride was firstly used as anticorrosive pigment in organic coatings. An effective strategy by combining inorganic fillers and organosilanes was used to enhance the dispersibility of silicon nitride in epoxy resin. The formed nanocomposites were applied to protect Q235 carbon steel from corrosion. The anticorrosive performance of modified silicon nitride with silane (KH-570) was investigated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS), water absorption and pull-off adhesion methods. With the increase of immersion time, the corrosion resistance as well as adhesion strength of epoxy resin coating and unmodified silicon nitride coating decreased significantly. However, for the modified silicon nitride coating, the corrosion resistance and adhesion strength still maintained 5.7×10¹⁰ Ω cm² and 7.6 MPa after 2400-h and 1200-h immersion, respectively. The excellent corrosion resistance performance could be attributed to the chemical interactions between KH-570 functional groups and silicon nitride powders, which mainly came from the easy formation of Si-O-Si bonds. Furthermore, the modified silicon nitride coating formed a strong barrier to corrosive electrolyte due to the hydrophobic of modified silicon nitride powder and increased bonds.     

磷酸酯反应型乳化剂在叔丙乳液中的应用及防腐性能

采用新型环保型磷酸酯反应型乳化剂（LRP-10）替代常规的非反应型乳化剂,新癸酸乙烯酯（VV-10）为叔碳单体,采用半连续种子乳液预乳化法合成叔丙乳液。探究了乳化剂种类、用量以及VV-10用量对乳液及涂膜的凝胶率、吸水率、耐水性、Ca²⁺稳定性和附着力等性能的影响,并通过FTIR、TEM、粒径、接触角和电化学测试对乳液及涂膜进行了结构与防腐性能表征,分析其防腐机理。结果表明,与常规乳化剂制得的纯丙乳液相比,当LRP-10用量为2%,分配比为种子乳液∶预乳化液为1.5∶0.5,VV-10用量为10%时,制得的叔丙乳液涂膜吸水率为由18.87%下降到2.18%,耐水测试168h后涂膜仅轻微发白,很快恢复,涂膜水接触角由50.5°提高至85.5°。涂层阻抗由1.40069×10⁶Ω·cm²提高至7.38137×10⁸Ω·cm²,腐蚀电流密度最小为1.2268μA/cm²,腐蚀电位最正为-0.19753V。LRP-10的反应性及钝化作用与VV-10的疏水与屏障作用产生协同效应,形成“双层屏障”,使水性丙烯酸涂膜的防腐性能大幅提高。     

水性三聚氰胺树脂抗静电涂层的制备

在三聚氰胺甲醛树脂中掺杂结晶SnCl4·5H2O，增加树脂的抗静电性。制备出水性抗静电涂层，测定表面电阻，并通过红外光谱和热重差热对涂层进行表征。结果表明，三聚氰胺甲醛树脂本身不具备导电性，结晶SnCl4·5H2O的添加使三聚氰胺甲醛树脂导电性大大增加，水分的吸收有利于导电性的提高。20g40％的三聚氰胺甲醛树脂溶液中添加17．8gSnCl4·5H2O形成树脂溶液制备的涂层，在温度60℃，湿度为40％环境中干燥处理4h，涂层表面电阻率可低至1．39×10^7Ω·cm，在室温空气环境中电阻率可降低至8．80×10^6Ω·cm。     

金属表面前处理用聚硅氮烷转化膜技术

为了开发新型绿色环保金属表面前处理技术。以乙烯基聚硅氮烷树脂（OPZ118）和尼龙酸二甲酯配置前处理液,采用浸涂的方式将其涂覆在金属表面, 180~230 ℃下烘烤即得聚硅氮烷转化膜。对前处理液的树脂固化反应机理、聚硅氮烷转化膜的基本性能以及与涂层的适配性进行了研究,结果表明： OPZ118树脂依靠双键交联固化后,其结构中依然富含 Si—N活性基团;树脂固化物在去离子水中浸泡 20 d,质量增加 3.2%,去离子水 pH由 8升高到 12;对浸泡后的树脂固化物进行红外光谱表征发现, N—H的弯曲振动和 Si—NH—Si的伸缩振动峰强明显减弱,说明 Si—N发生了水解反应;聚硅氮烷转化膜在 3.5% NaCl溶液中浸泡 72 h后,阻抗值稳定在 6×107 Ω·cm²说明转化膜具有优异的阻隔性;当钢板（ Q235）表面形成的聚硅氮烷转化膜厚度为 2 μm时,钢板耐盐雾,时间达 72 h。金属表面涂覆聚硅氮烷转化膜后不影响环氧、氨基、有机硅等烘烤型涂层的附着力及耐冲击性。因此,聚硅氮烷转化膜不仅具有优异的防腐性能,而且与涂层适配性良好,具有广阔的应用前景。     

Enhancement of Corrosion Performance of Epoxy Coatings by Chemical Modification With GPTMS Silane Monomer

In this paper, commercial epoxy resin was chemically modified by different amounts of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) monomer using an organotin compound as catalyst, aiming to improve the anti-corrosion performance of epoxy coatings on 2024-T3 aluminum alloy substrate. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used to evaluate the barrier properties against water permeation and protectiveness of silane-modified epoxy coatings. The results showed that all the modified coatings presented higher barrier performance and better corrosion performance than pure epoxy coating, which were characterized by higher charge transfer resistance (R _ct) and lower double-layer capacitance (C _dl) at the electrolyte/metal interface. The improvements in corrosion performance and wet adhesion of modified epoxy coatings were also observed by the Machu test and boiling water test, respectively. Interestingly, it was found that the glass-transition temperature (T _g) of silane-modified epoxy coatings decreased only slightly during immersion in 3.5 wt% NaCl solution, in contrast with pure epoxy coating, which was observed to decrease significantly after water permeation. The corrosion performance of epoxy coatings was, thus, improved when the amount of chemically grafted silane monomer increased in the content range investigated in the present work.     

不同表面处理条件下复合涂层体系失效过程的EIS特征

研究了不同表面处理条件下环氧富锌/环氧云母氧化铁/氯化橡胶涂层体系的电化学阻抗谱特征。利用Bode图、涂层吸水率、涂层电阻及特征频率的变化评价了表面处理对涂层防护性能的影响。结果表明,基材表面状态不同的复合涂层体系吸水率相对稳定阶段所持续的时间长短顺序为：手工打磨>表面锈蚀>表面未处理,与涂层的防护寿命长短、涂层/基材间的黏附力大小顺序一致。此外,不论基材表面处理程度如何,当涂层体系的特征频率增加到1400 Hz左右时,涂层电阻均发生较快降低,吸水率发生较大增长,涂层失去防护作用。     

SiAlON nanoparticles effect on the corrosion and chemical resistance of epoxy coating

Effect of incorporating SiAlON nanoparticles at different loading levels (0?C12?wt%) on chemical resistance of epoxy coating was investigated by immersion in basic (Na₂CO₃, pH?=?11) and salty (NaCl 3.5?wt%) (environments at 85?°C for 60?days. Epoxy resin chemical resistant coating grade based on bisphenol A was used with polyamine hardener as a curing agent. In these testes, surface morphology changes of the samples were studied and compared owing to initiation and propagation of cracks. Results indicate an enhancement in the epoxy nanocomposite chemical resistance due to the addition of small fraction of SiAlON nanoparticles. Samples containing 3 and 5?wt% of SiAlON nanopowders were considered as optimum samples compared to all the other samples, because they showed more resistances to initiation and propagation of cracks and lower permeability in chemical environment in comparison with neat resin and other samples. Also, epoxy coatings containing SiAlON nanoparticles were successfully coated on steel substrates and corrosion electrochemical behavior of these nanocomposite coatings were characterized by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The electrochemical monitoring of the coated steel over 35?days of immersion in 3.5?wt% NaCl solution at room temperature suggested the positive role of nanoparticles in improving the corrosion resistance of the coated steel.