纳米TiO_2改性环氧富锌涂料的防腐性能_解双英

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1、第38卷第4期北京化工大学学报(自然科学版)Vol．38，No．42011年JournalofBeijingUniversityofChemicalTechnology(NaturalScience)2011纳米TiO2改性环氧富锌涂料的防腐性能112!22222解双英付国柱徐瑞芬马卓尔于义龙耿雷李昊陶月明(1．北京化工大学材料科学与工程学院，北京100029;2．江苏考普乐新材料股份有限公司，江苏常州213135)摘要:将纳米TiO2以机械搅拌的方式加入到环氧富锌涂料中，制备纳米TiO2改性环氧富锌涂料。采用喷涂法将纳米TiO2改性环氧富锌涂料和未改性的环氧富锌涂料分别涂覆到耐候钢

2、电极表面上，在NaCl电解质溶液中测量电化学极化曲线，并通过金相显微镜观察样品湿热试验后的表面形貌。实验结果表明，纳米TiO2的光电转换作用提高了环氧富锌涂层防腐性能，耐候钢表面涂覆纳米TiO2改性环氧富锌涂料后，其自腐蚀电流减小，表面腐蚀程度减轻。关键词:纳米二氧化钛;环氧富锌涂层;光电转换中图分类号:TQ632.4测试，并通过湿热试验观察腐蚀试样的表面形貌，探引言讨改性环氧富锌涂料对耐候钢的电化学保护效果。环氧富锌涂料是一种耐腐蚀性能优异的重防腐1实验部分涂料，被广泛应用于金属重防腐领域。环氧富锌涂料中锌为牺牲性阳极，在涂料中的含量通常大于1.1主要原料70%。然而，由于涂层中锌

3、粉含量过高，涂层容易多纳米二氧化钛(TiO2)，油性涂料专用型，粒径孔、附着力下降，从而导致涂层的防腐蚀性能降低。10～15nm，江苏考普乐新材料股份有限公司;环氧［1－2］［3－4］研究表明，通过原位聚合法、溶胶－凝胶法、富锌底漆、650聚酰胺固化剂，江苏考普乐新材料股［5－7］插层法等方法制备纳米无机－有机复合材料，在份有限公司提供。涂料中加入纳米材料，可以显著提高涂膜的机械强本实验所选用的底材为耐候钢，样品尺寸为10［8－11］度、附着力、防腐蚀性、耐候性等。李智超mm×10mm×2mm。［12］等采用纳米蒙脱土改性环氧富锌涂料，显著提高1.2主要仪器及设备了涂膜的力学性能、耐

4、蚀性能。Princeton283电化学工作站，美国Princeton公纳米TiO2是一种优良的光催化半导体材料，在司;JJ-2增力电动搅拌器，江苏省金坛市医疗仪器光照的作用下，纳米TiO2吸收光能，产生光生电子厂;TT220数字式涂层测厚仪，北京时代之峰科技有(e－)和光生空穴(h+)，其中光生电子e－具有较强限公司;4XC金相显微镜，上海光学仪器厂。的还原性，光生空穴h+具有较强的氧化性。纳米1.3耐候钢电极的制备TiO－将耐候钢试样作为工作电极，试样背面采用点2与金属基体接触时，e转移到金属表面，能够焊方式引出铜导线，用环氧树脂将试样封装。实验降低金属的腐蚀电位，提高金属在环境中

5、的耐腐蚀前工作电极用SiC水砂纸从100#逐级打磨到600#，性。目前，有关纳米TiO2在环氧富锌涂料中的应用水洗后用丙酮除油，用去离子水冲洗后吹干备用。研究还未见报道。1.4纳米TiO2改性环氧富锌涂料的制备本文采用油性涂料专用型纳米TiO2对环氧富在机械搅拌下将纳米TiO2按照一定比例加入锌涂料进行改性，在模拟海水介质中进行极化曲线到环氧富锌底漆中，按照环氧富锌底漆和聚酰胺固收稿日期:2011－01－14化剂质量比为10∶1混合，采用喷涂的方法涂覆到耐第一作者:女，1984年生，硕士生候钢电极表面，常温固化。待涂层完全固化后，采用*通讯联系人涂层测厚仪测量涂层的厚度约为40～50

6、μm。在测E-mail:xying2005@yahoo．com．cn量极化曲线时，涂覆涂层的表面作为工作面。第4期解双英等:纳米TiO2改性环氧富锌涂料的防腐性能·65·1.5测试方法激发能级和金属基体费米能级之间的势能推动力，1.5.1极化曲线使光生载流子流向金属基体，从热力学上减小了金采用三电极体系，由饱和甘汞电极作为参比电属耐候钢的腐蚀倾向，从而抑制了耐候钢被腐蚀的极、Pt电极作为辅助电极、待测耐候钢电极作为工腐蚀速度。作电极搭置的三电极体系，电解质溶液为质量分数为3.5%NaCl溶液，扫描速度为0.8mV/s，测量电化学极化曲线。1.5.2湿热试验将耐候钢样品正面分别涂覆环氧

7、富锌涂料和TiO2改性环氧富锌涂料，待涂层完全固化后将样品分成两组，一组样品的背面不经过打磨，另一组样品的背面经过打磨。将样品置于80℃水饱和蒸汽下湿热试验7h。湿热试验前后均采用金相显微镜放大100倍观察样品背面的表面形貌。图1环氧富锌涂料/耐候钢电极极化曲线图Fig．1Polarizationcurvesfortheepoxyzinc-rich2结果与讨论primer/weatheringresistantsteelelectrodes2.2湿热环境下