水性防腐蚀涂层具有低成本、无刺激、绿色环保等优点, 但与溶剂型涂层相比, 水性涂层的成膜性、力学性能和耐腐蚀性能都较差。
图一 a)WEP,(b)GO/WEP和(c)GP0.05%/WEP涂层的保护机理示意图
针对此问题中心团队基于改善氧化石墨烯在水性环氧树脂中的分散性为出发点,制备了聚吡咯功能化氧化石墨烯复合材料,这不仅提高了氧化石墨烯在水性环氧树脂中的分散性,并极大地提高水性环氧涂层的防腐蚀性能。
此外,根据颜料的物理阻隔机理和活性抑制机理,中心团队将新颖的防腐蚀填料聚吡咯功能化氧化石墨烯复合材料与传统的防腐蚀颜料磷酸锌相结合制备复合颜料,是对防腐蚀颜料的一种新尝试。图二为ZP-GO-PPy水性环氧复合涂层的制备示意图。
图二 ZP-GO-PPy/WEP复合涂层的制备过程示意图
图三 ZP/WEP、ZGP-1/WEP和ZGP-2/WEP复合涂层在3.5 wt% NaCl溶液中浸泡 (a)2 h,(b)24 h,(c)240 h涂层的时间尼奎斯特图和相应的等效电路(A,B,C)
在3.5 wt% NaCl溶液中浸泡240 h后,ZGP-2/WEP涂层的容抗弧直径最大,ZGP-1/WEP涂层的容抗弧直径次之,ZP/WEP涂层的容抗弧最小,这表明ZGP-2/WEP涂层的防腐蚀性能最优,ZGP-1/WEP涂层的防腐蚀性能次之,ZP/WEP涂层的防腐蚀性能最差(图三)。
以上工作主要有中心博士生朱青松同学完成,相关工作正在整理或发表在Composites Part A: Applied Science and Manufacturing和Progress in Organic Coatings上,刘春太教授和刘宪虎副教授为论文通讯作者。
论文信息:
(1) Q. Zhu#, E. Li#, X. Liu*, W. Song, M. Zhao, L. Zi, X. Wang, C. Liu*, Synergistic effect of polypyrrole functionalized graphene oxide and zinc phosphate for enhanced anticorrosion performance of epoxy coatings, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, March 2020, 130, 105752. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2019.105752.
(2) Q. Zhu#, E. Li#, X. Liu*, W. Song, Y. Li, X. Wang, C. Liu*, Epoxy coating with in-situ synthesis of polypyrrole functionalized graphene oxide for enhanced anticorrosive performance, Progress in Organic Coatings, 2020, 140, 105488. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2019.105488.