超细ＴｉＯ2改性防腐涂料的研究

hhy11

1     前言

5 O; R1 }/ |- U- [0 Q3 l     超细粉末具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应以及优异的力、光、磁、电等性能.在一定工艺条件下,利用其与环氧树脂基料复合,可克服传统涂料机械强度、耐磨性和防腐性能差等缺点,得到防腐性优良的超细粉末改性环氧防腐涂料.交流阻抗技术(ＥＩＳ)由于对体系的扰动小且可获得丰富的电极表面信息,故在腐蚀科学领域中应用十分广泛,尤其是研究涂层耐蚀性的一种有效工具.本文利用交流阻抗技术研究了自行研制的超细ＴｉＯ2改性环氧防腐涂料的耐蚀历程及性能,以揭示其耐蚀机理.

2 W. M5 b! c) o4 H' Y! v& x2   实验方法

1 H5 M1 M: K; v& b# i0 o% J' [% a" C     基料为环氧树脂(Ｅ-44),固化剂为Ｔ31环氧树脂固化剂;超细ＴｉＯ2用氯化法生产,金红石型,平均粒径为190ｎｍ,容积值0.68～1.24ｋｇ/Ｌ,耐久性高,ｐＨ为7.5.
# t8 k. ?2 ]0 K; t) P0 a; J0 t" i
     附着力按ＧＢ1720-79《漆膜附着力测定法》(划圈法)测定;硬度按ＧＢ/Ｔ1730-93《漆膜硬度测定法》(双摆杆法)测定;柔韧性按ＧＢ/Ｔ1731-93《漆膜柔韧性测定法》测定;抗冲击强度按ＧＢ/Ｔ1732-93《漆膜耐冲击测定法》测定;耐磨性按ＧＢ1768-79《漆膜耐磨性测定法》(用ＪＭ-1型漆膜耐磨仪)测定.
5 W5 Z# o( `/ a. Y8 ]1 P3 P
8 R8 c& }/ s, P- v3 B  I     采用三电极体系,工作电极为涂覆厚度约为60μｍ～70μｍ超细ＴｉＯ2改性环氧防腐涂料的碳钢试片,其研究面积为12 56ｃｍ2;辅助电极为环形铂丝,且与工作电极平行;参比电极为饱和甘汞电极.电解溶液为分析纯ＮａＣｌ和去离水配制成3 5%ＮａＣｌ溶液.交流阻抗测试系统由ＥＧ＆Ｇ公司的Ｍｏｄｅｌ273恒电位仪、Ｍｏｄｅｌ5210锁相放大器、Ｐｏｗｅｒｓｉｎｅ电化学阻抗系统软件及ＰⅢ型计算机组成,测量频率为100ｋＨｚ～10ｍＨｚ;交流辐值为±10ｍＶ;用ＥＶＣ软件和Ｚｓｉｍｐｗｉｎ软件进行阻抗谱解析.
+ b+ q) G8 }( r5 n6 q
* i# H) u3 |; U/ ?6 m& A) B% T  O3    结果与讨论
5 R) d; _, Y% u& M
; v$ c/ k. M5 J6 x$ y7 M9 _3.1    超细ＴｉＯ2改性环氧防腐涂料
! G( q  i! N9 n
     为了改善环氧涂料的综合性能,尤其提高其耐腐蚀耐磨性能,通过正交实验并结合涂料各组分对性能的影响实验可见,纯环氧防腐涂料由于综合性能不佳,工业应用中往往受到限制.为改善其性能,尤其增加耐磨性,一般是在环氧中加入耐磨的固体粒料,目前比较好的一种品牌ＢＨ-03环氧涂料(北京某公司产品),较好的改善了性能.随着超细微粒的制备成功,将超细ＴｉＯ2加入环氧防腐涂料后,制备成的涂料,基于超细微粒的特殊优异性能,导致超细ＴｉＯ2环氧防腐涂料的综合性能显著提高,尤其具有优良的防腐耐磨性,为进一步长时间考查该涂料的防水防腐性能,又利用交流阻抗技术进行了系统的研究.
( ]8 Z9 L' t! V' H% _) ~$ H
+ `: ?# y( a3 S9 ]3 R3.2    超细ＴｉＯ2改性环氧防腐涂料的交流阻抗谱
. _. i2 t. _2 T2 h  n, l
4 N( Y/ u1 z* E4 x     为探讨超细ＴｉＯ2改性环氧防腐涂料的耐蚀性,测定了交流阻抗谱随浸泡时间下的变化情况可知,超细ＴｉＯ2改性环氧防腐涂料的阻抗谱为单容抗半圆弧.在浸泡开始时,其容抗弧半径不稳定,至第20ｄ达最大,随后又下降,40ｄ后变化缓慢,逐渐趋于稳定.直至180ｄ涂层极化电阻始终大于108Ω·ｃｍ2,表明涂层具有良好的耐蚀性.而未加超细ＴｉＯ2涂料的极化电阻值仅为107Ω·ｃｍ2左右,表明超细ＴｉＯ2的加入显著提高了环氧防腐涂料的耐蚀性.