有机硅改性环氧树脂防腐蚀涂层的研究进展

发布时间：2019-11-15 11:14

【摘要】：环氧树脂(EPRs)因其良好的耐蚀性、耐化学品性、黏附性及低固化收缩率而广泛应用于防腐蚀涂层。由有机硅烷或线性聚硅氧烷出发,经前者的水解、缩合及两者与EPR的加成等反应,将疏水性良好的有机硅树脂(SR)凝胶或链段作为(EPR-填料)偶联层、(金属基底)底漆、(分散或互穿聚合物网络)相、或(共聚)组分引入到EPR固化涂层体系中,可以通过疏水阻隔及凝胶相或交联点(链段)缓蚀的机理提高改性EPR涂层的防腐蚀性能;SR的体积分数效应亦改善了涂层的耐老化性与耐热性。在无水催化条件下,经有机硅烷的烷氧基与EPR的羟基之间的醇解(缩合)反应,生成硅烷小分子接枝改性EPR固化涂层;亦能通过体系中未反应的烷氧基的水消化(水解)阻隔改良涂层的防腐蚀性能。当向SR改性EPR涂层中加入陶瓷(纳米氧化物、粘土、碳材料)填料时,适中的含量可能导致独特的树脂-陶瓷两相形态而产生结构性疏水;当引入无机酸盐(铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐、稀土铈盐、钼酸盐、高锰酸盐)或有机化合物(8-羟基喹啉、四氯代苯对醌)转化膜或颗粒时,可能在涂层-金属界面处发生转化保护型电化学防护;而当填充低电位活性金属(Mg、Zn)粉末时,则可能在金属基底表面形成阴极保护型电化学防护;同时,所有三种填料的加入均可能进一步增强涂层的缓蚀效应。在调控与优化EPR-SR体系结构与形态的同时,辅以各种改性填料的协同耦合使用,成为实现SR改性EPR涂层防腐蚀性能最佳化的必经途径之一。
【图文】：

体系［３８，３９］。２．２缓蚀缓蚀即延缓腐蚀，其为通过缓蚀剂如陶瓷（纳米ＺｒＯ２［１６］、纳米ＳｉＯ２［１７］、粘土［４０］、石墨烯纳米片［４１］）填料、无机酸盐（Ｃｅ（ＮＯ３）３、钼酸盐、高锰酸盐）转化膜或颗粒［４２］及有机凝胶相或交联点［１２，２４～３７］等不溶物有效填充或阻隔涂层中的孔洞、裂缝及自由体积，由此延长水、氧气及腐蚀性离子在涂层中的扩散通道，从而达到延缓腐蚀的目的。２．２．１陶瓷填料缓蚀剂如图６所示，当未加入陶瓷（纳米氧化物、粘土、碳材料）填料时，由于树脂涂层中可能存在孔洞、裂缝及自由体积等缺陷，腐蚀性离子可以随着吸收的水分迅速扩散至金属基底表面（见图６ａ）；在加入陶瓷填料后，填料尺寸的分散性可能造成其对涂层中孔洞、裂缝及自由体积等不同程度地进行填充或阻隔，使得缺陷减小甚至消失，导致水分、氧气及腐蚀性离子在涂层中的扩散通道延长，借此延缓涂层的腐蚀（如图６ｂ所示）。图６陶瓷填料对树脂防腐蚀涂层的缓蚀机理示意图：（ａ）加入填料之前；（ｂ）加入填料之后Ｆｉｇｕｒｅ６Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｏｆａｒｅｓｉｎｃｏａｔｉｎｇｂｙｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆａｃｅｒａｍｉｃｆｉｌｌｅｒ：（ａ）ｐｒｉｏｒｔｏｔｈｅｆｉｌｌｅｒｉｎｃｌｕｓｉｏｎ；（ｂ）ｕｐｏｎｔｈｅｆｉｌｌｅｒａｄｄｉｔｉｏｎ例如，Ｙｅｈ等［４０］将有机改性粘土、１，３－二（３－氨丙基）－１，１，３，３－四甲基二硅氧烷及双酚Ａ

体系［３８，３９］。２．２缓蚀缓蚀即延缓腐蚀，其为通过缓蚀剂如陶瓷（纳米ＺｒＯ２［１６］、纳米ＳｉＯ２［１７］、粘土［４０］、石墨烯纳米片［４１］）填料、无机酸盐（Ｃｅ（ＮＯ３）３、钼酸盐、高锰酸盐）转化膜或颗粒［４２］及有机凝胶相或交联点［１２，２４～３７］等不溶物有效填充或阻隔涂层中的孔洞、裂缝及自由体积，由此延长水、氧气及腐蚀性离子在涂层中的扩散通道，从而达到延缓腐蚀的目的。２．２．１陶瓷填料缓蚀剂如图６所示，当未加入陶瓷（纳米氧化物、粘土、碳材料）填料时，由于树脂涂层中可能存在孔洞、裂缝及自由体积等缺陷，腐蚀性离子可以随着吸收的水分迅速扩散至金属基底表面（见图６ａ）；在加入陶瓷填料后，填料尺寸的分散性可能造成其对涂层中孔洞、裂缝及自由体积等不同程度地进行填充或阻隔，使得缺陷减小甚至消失，导致水分、氧气及腐蚀性离子在涂层中的扩散通道延长，借此延缓涂层的腐蚀（如图６ｂ所示）。图６陶瓷填料对树脂防腐蚀涂层的缓蚀机理示意图：（ａ）加入填料之前；（ｂ）加入填料之后Ｆｉｇｕｒｅ６Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｏｆａｒｅｓｉｎｃｏａｔｉｎｇｂｙｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆａｃｅｒａｍｉｃｆｉｌｌｅｒ：（ａ）ｐｒｉｏｒｔｏｔｈｅｆｉｌｌｅｒｉｎｃｌｕｓｉｏｎ；（ｂ）ｕｐｏｎｔｈｅｆｉｌｌｅｒａｄｄｉｔｉｏｎ例如，Ｙｅｈ等［４０］将有机改性粘土、１，３－二（３－氨丙基）－１，１，，３，３－四甲基二硅氧烷及双酚Ａ

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：2561289