环氧磷酸酯/水性环氧涂层的耐蚀性能
发布时间：2021-11-26 10:17
为研究水性环氧涂层缓蚀剂的制备及其耐蚀性能,采用化学法将磷酸接到双酚A环氧树脂上,并与N,N-二甲基乙醇胺中和制备水性环氧磷酸酯。将环氧磷酸酯添加到双组份水性环氧树脂中制备3种环氧磷酸酯/水性环氧涂层（E44,0.2%P-E44和0.5%P-E44）。采用极化曲线和交流阻抗谱技术研究了环氧磷酸酯/水性环氧树脂对Q235钢基体在3.5%NaCl溶液中的防护性能。结果表明:浸泡24h后,0.2%P-E44/碳钢体系的自腐蚀电流密度（0.431μA/cm2）低于E44/碳钢体系（0.928μA/cm2）和0.5%P-E44/碳钢体系（0.553μA/cm2）;在浸泡24h内,3种涂层的涂层电容Qc逐渐增大,涂层电阻Rc和电荷转移电阻Rct逐渐较小,环氧磷酸酯可以显著提高纯水性环氧的Rc和Rct,进而提高水性环氧的耐蚀性能。当水性环氧树脂中环氧磷酸酯的含量为0.2%时,其防护性能较好。
【文章来源】：中国表面工程. 2015,28(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１双酚Ａ环氧树脂Ｅ４４和环氧磷酸酯Ｐ－Ｅ４４红外图谱
缩振动），９１１ｃｍ－１为环氧基团的特征吸收峰，３４８２ｃｍ－１为羟基特征吸收峰。由图中环氧磷酸酯（Ｐ－Ｅ４４）可知，９１１ｃｍ－１处环氧基团的特征峰消失，出现了１０２２ｃｍ－１处磷酸酯特征吸收峰，这说明环氧基团与磷酸发生了反应。图１双酚Ａ环氧树脂Ｅ４４和环氧磷酸酯Ｐ－Ｅ４４红外图谱Ｆｉｇ．１ＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅｂｉｓｐｈｅｎｏｌＡｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎＥ４４ａｎｄｅｐｏｘｙｐｈｏｓｐｈａｔｅＰ－Ｅ４４２．２动电位极化曲线图２是质量分数不同的环氧磷酸酯水性环氧树脂／Ｑ２３５在３．５％ＮａＣｌ溶液中浸泡２４ｈ后的动电位极化曲线。对极化曲线Ｔａｆｅｌ区进行拟合所得到的电化学腐蚀参数（腐蚀电位、自腐蚀电流密度、阴极和阳极极化率及极化电阻）见表１。通过图表可知，环氧磷酸酯的加入提高了涂层／Ｑ２３５钢体系的开路电位（ＯＣＰ），降低了其腐蚀倾向。随着环氧磷酸酯的加入，涂层体系的极化电阻（Ｒｐ）增大，自腐蚀电流密度（Ｉｃｏｒｒ）减小，说明环氧磷酸酯的加入提高了水性环氧涂层对Ｑ２３５钢的防护。纯环氧涂层在浸泡２４ｈ后的自腐蚀电流密度为０．９２８μＡ／ｃｍ２；环氧磷酸酯的质量分数为０．２％时，涂层的防护效果较好（Ｒｐ为４７．１ｋΩ·ｃｍ２，Ｉｃｏｒｒ为０．４３１μＡ／ｃｍ２）；而当环氧磷酸酯的质量分数为０．５％时，涂层的防护效果有所降低（Ｒｐ为３８．７ｋΩ·ｃｍ２，Ｉｃｏｒｒ为０．５５３μＡ／ｃｍ２），这可能是环氧磷酸酯含量过高，影响了
第２期丁纪恒，等：环氧磷酸酯／水性环氧涂层的耐蚀性能２．３交流阻抗谱为研究所制备涂层对Ｑ２３５钢在模拟海水中的防护机理和失效过程，采用交流阻抗谱技术（ＥＩＳ）对含不同环氧磷酸酯的水性环氧树脂／Ｑ２３５钢体系在３．５％ＮａＣｌ溶液中不同浸泡时间进行测试，ＥＩＳ结果见图３。Ｂｏｄｅ图可知，３种涂层体系在浸泡时间范围内都出现两个时间常数，表明３种涂层体系的防水性能不好，可能是树脂固化过程中有水分子残留，或者在浸泡初期，就有水分子渗入到涂层中。其中高频区容抗弧对应于涂层电阻（Ｒｃ）和电容（Ｑｃ），中低频区容抗弧对应于碳钢腐蚀反应的电荷转移电阻（Ｒｃｔ）和双电层电容（Ｑｄｌ），ｎ１和ｎ２为常相位角指数，表征弥散效应程度［１０］。为了定量探讨其涂层失效过程，采用等效电路Ｒ（Ｑ（Ｒ（ＱＲ）））（见图４）对其进行拟合，所得电化学拟合结果见表２。图３纯水性环氧、０．２％Ｐ－Ｅ４４／水性环氧和０．５％Ｐ－Ｅ４４／水性环氧在３．５％ＮａＣｌ溶液中浸泡不同时间后的ＥＩＳ谱图Ｆｉｇ．３Ｎｙｑｕｉｓｔａｎｄｂｏｄｅｐｌｏｔｓｏｆｎｅａｔｅｐｏｘｙ，０．２％Ｐ－Ｅ４４ｍｏｄｉｆｉｅｄｅｐｏｘｙ，ａｎｄ０．５％Ｐ－Ｅ４４ｍｏｄｉｆｉｅｄｅｐｏｘｙｃｏａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｉｍｍｅｒｓｅｄｉｎ３．５％ＮａＣｌｓｏｌｕｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅｓ图４ＥＩＳ谱图的等效电路图Ｆｉｇ．４ＥｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｓｕｓｅｄｔｏｆｉｔｔｈｅＥＩＳｄａｔａ在盐水浸泡试验中，有机涂层的涂层电容可以表征
【参考文献】：
期刊论文
[1]Surface modification of ZrO2 nanoparticles with styrene coupling agent and its effect on the corrosion behaviour of epoxy coating[J]. 赵霞,刘栓,王秀通,侯保荣. Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 2014(05)
[2]纳米二氧化钛改性环氧涂层的交流阻抗谱研究[J]. 刘栓,赵霞,孙虎元,孙立娟,曹琨. 电镀与涂饰. 2013(10)
[3]海水中Zn（OH）2对镀锌钢腐蚀行为的影响[J]. 刘栓,孙虎元,孙立娟,范汇吉,刘增文. 材料工程. 2013(08)
[4]水性防腐涂料用磷酸酯改性丙烯酸体系的研究进展[J]. 钟泽钦,余倩,姚煌,冯伟良,吴伟钿,许振阳,张红,余林. 上海涂料. 2012(02)
[5]羟基磷酸酯共聚苯丙乳液的合成及其防腐性能[J]. 余倩,姚煌,余林,许振阳,张红,许奕祥,李俊. 精细化工. 2011(08)
[6]金属用水性环氧涂料及缓蚀剂的研究[J]. 王晓艳,高延敏,孟祥玲,李国一. 中国涂料. 2008(12)
博士论文
[1]水性环氧涂层/碳钢体系腐蚀电化学行为研究[D]. 薛丽莉.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：3519942
【文章来源】：中国表面工程. 2015,28(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１双酚Ａ环氧树脂Ｅ４４和环氧磷酸酯Ｐ－Ｅ４４红外图谱
缩振动），９１１ｃｍ－１为环氧基团的特征吸收峰，３４８２ｃｍ－１为羟基特征吸收峰。由图中环氧磷酸酯（Ｐ－Ｅ４４）可知，９１１ｃｍ－１处环氧基团的特征峰消失，出现了１０２２ｃｍ－１处磷酸酯特征吸收峰，这说明环氧基团与磷酸发生了反应。图１双酚Ａ环氧树脂Ｅ４４和环氧磷酸酯Ｐ－Ｅ４４红外图谱Ｆｉｇ．１ＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅｂｉｓｐｈｅｎｏｌＡｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎＥ４４ａｎｄｅｐｏｘｙｐｈｏｓｐｈａｔｅＰ－Ｅ４４２．２动电位极化曲线图２是质量分数不同的环氧磷酸酯水性环氧树脂／Ｑ２３５在３．５％ＮａＣｌ溶液中浸泡２４ｈ后的动电位极化曲线。对极化曲线Ｔａｆｅｌ区进行拟合所得到的电化学腐蚀参数（腐蚀电位、自腐蚀电流密度、阴极和阳极极化率及极化电阻）见表１。通过图表可知，环氧磷酸酯的加入提高了涂层／Ｑ２３５钢体系的开路电位（ＯＣＰ），降低了其腐蚀倾向。随着环氧磷酸酯的加入，涂层体系的极化电阻（Ｒｐ）增大，自腐蚀电流密度（Ｉｃｏｒｒ）减小，说明环氧磷酸酯的加入提高了水性环氧涂层对Ｑ２３５钢的防护。纯环氧涂层在浸泡２４ｈ后的自腐蚀电流密度为０．９２８μＡ／ｃｍ２；环氧磷酸酯的质量分数为０．２％时，涂层的防护效果较好（Ｒｐ为４７．１ｋΩ·ｃｍ２，Ｉｃｏｒｒ为０．４３１μＡ／ｃｍ２）；而当环氧磷酸酯的质量分数为０．５％时，涂层的防护效果有所降低（Ｒｐ为３８．７ｋΩ·ｃｍ２，Ｉｃｏｒｒ为０．５５３μＡ／ｃｍ２），这可能是环氧磷酸酯含量过高，影响了
第２期丁纪恒，等：环氧磷酸酯／水性环氧涂层的耐蚀性能２．３交流阻抗谱为研究所制备涂层对Ｑ２３５钢在模拟海水中的防护机理和失效过程，采用交流阻抗谱技术（ＥＩＳ）对含不同环氧磷酸酯的水性环氧树脂／Ｑ２３５钢体系在３．５％ＮａＣｌ溶液中不同浸泡时间进行测试，ＥＩＳ结果见图３。Ｂｏｄｅ图可知，３种涂层体系在浸泡时间范围内都出现两个时间常数，表明３种涂层体系的防水性能不好，可能是树脂固化过程中有水分子残留，或者在浸泡初期，就有水分子渗入到涂层中。其中高频区容抗弧对应于涂层电阻（Ｒｃ）和电容（Ｑｃ），中低频区容抗弧对应于碳钢腐蚀反应的电荷转移电阻（Ｒｃｔ）和双电层电容（Ｑｄｌ），ｎ１和ｎ２为常相位角指数，表征弥散效应程度［１０］。为了定量探讨其涂层失效过程，采用等效电路Ｒ（Ｑ（Ｒ（ＱＲ）））（见图４）对其进行拟合，所得电化学拟合结果见表２。图３纯水性环氧、０．２％Ｐ－Ｅ４４／水性环氧和０．５％Ｐ－Ｅ４４／水性环氧在３．５％ＮａＣｌ溶液中浸泡不同时间后的ＥＩＳ谱图Ｆｉｇ．３Ｎｙｑｕｉｓｔａｎｄｂｏｄｅｐｌｏｔｓｏｆｎｅａｔｅｐｏｘｙ，０．２％Ｐ－Ｅ４４ｍｏｄｉｆｉｅｄｅｐｏｘｙ，ａｎｄ０．５％Ｐ－Ｅ４４ｍｏｄｉｆｉｅｄｅｐｏｘｙｃｏａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｉｍｍｅｒｓｅｄｉｎ３．５％ＮａＣｌｓｏｌｕｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅｓ图４ＥＩＳ谱图的等效电路图Ｆｉｇ．４ＥｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｓｕｓｅｄｔｏｆｉｔｔｈｅＥＩＳｄａｔａ在盐水浸泡试验中，有机涂层的涂层电容可以表征
【参考文献】：
期刊论文
[1]Surface modification of ZrO2 nanoparticles with styrene coupling agent and its effect on the corrosion behaviour of epoxy coating[J]. 赵霞,刘栓,王秀通,侯保荣. Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 2014(05)
[2]纳米二氧化钛改性环氧涂层的交流阻抗谱研究[J]. 刘栓,赵霞,孙虎元,孙立娟,曹琨. 电镀与涂饰. 2013(10)
[3]海水中Zn（OH）2对镀锌钢腐蚀行为的影响[J]. 刘栓,孙虎元,孙立娟,范汇吉,刘增文. 材料工程. 2013(08)
[4]水性防腐涂料用磷酸酯改性丙烯酸体系的研究进展[J]. 钟泽钦,余倩,姚煌,冯伟良,吴伟钿,许振阳,张红,余林. 上海涂料. 2012(02)
[5]羟基磷酸酯共聚苯丙乳液的合成及其防腐性能[J]. 余倩,姚煌,余林,许振阳,张红,许奕祥,李俊. 精细化工. 2011(08)
[6]金属用水性环氧涂料及缓蚀剂的研究[J]. 王晓艳,高延敏,孟祥玲,李国一. 中国涂料. 2008(12)
博士论文
[1]水性环氧涂层/碳钢体系腐蚀电化学行为研究[D]. 薛丽莉.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：3519942
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