Page 30 - 涂料工业2024年第02期电子刊

孔明洁等：复配功能填料对无溶剂环氧涂层防腐性能的影响

沉淀 陶瓷粉 重质碳酸钙 云母 钙交换 磷酸锌 2. 2 涂料配方优化
硫酸钡 氧化铁 SiO
2
2. 2. 1 正交试验设计
根据上述单因素实验结果，选择物理性能优异
的沉淀硫酸钡和陶瓷粉作为填充填料，防腐性能优
异的云母氧化铁和钙交换SiO 作为防锈填料，按照成
图3 含单一填料的涂层的 1 000 h盐雾图 2
膜物与填料的质量比、填充填料与防锈填料的质量
Fig. 3 1 000 h salt spray diagram of a single filler-based coating
陶瓷粉疏水性极高，且屏蔽能力较强，加强了涂层的 比、陶瓷粉与沉淀硫酸钡的质量比、云母氧化铁与钙
4
保护作用，抑制了腐蚀介质的进入。防锈填料在划 交换 SiO 的质量比设计了四因素三水平 L（3）正交
9
2
痕处仅出现了轻微腐蚀，尤其是云母氧化铁和钙交 试验，研究了填料复配时的不同质量比对涂层物理
换 SiO 样板几乎没有变化，说明二者使涂层防腐性能 性能与防腐性能的影响，表 3 为正交试验因素水平，
2
增强，为金属起到了较好的防护。 表4为正交试验结果。
表3 因素水平
探 Table 3 Factor level table
试验因素
索
水平 m（成膜物）∶ m（填充填料）∶ m（陶瓷粉）： m（云母氧化铁）∶
开 m（填料）（A） m（防锈填料）（B） m（沉淀硫酸钡）（C） m（钙交换SiO）（D）
2
1 7∶3 1∶1 1∶1 1∶1
发
2 3∶2 2∶1 2∶1 2∶1
3 4∶1 3∶1 3∶1 3∶1
表4 正交试验结果
Table 4 Orthogonal test results

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试验 试验因素 耐磨性/ 耐冲击性/ 巴柯尔 R /×10 （Ω·cm）
c
编号 A B C D mg cm 硬度 24 h 168 h 600 h 1 800 h 3 000 h
1 1 1 1 1 12 45 36 16. 492 5. 681 5. 580 4. 562 1. 481
2 1 2 2 2 13 40 37 11. 472 6. 697 6. 290 5. 047 2. 146
3 1 3 3 3 10 45 36 8. 630 4. 130 3. 518 1. 969 0. 743
4 2 1 2 3 9 50 45 16. 605 9. 504 7. 779 6. 774 6. 486
5 2 2 3 1 10 49 41 9. 132 5. 398 5. 354 4. 824 3. 912
6 2 3 1 2 7 49 42 8. 153 4. 386 4. 347 3. 784 2. 788
7 3 1 3 2 19 36 35 0. 266 0. 101 0. 081 0. 068 0. 052
8 3 2 1 3 14 39 34 0. 588 0. 260 0. 221 0. 185 0. 152
9 3 3 2 1 12 39 32 0. 354 0. 171 0. 169 0. 063 0. 005

2. 2. 2 复配填料对涂层性能的影响 占比较大时，陶瓷粉与沉淀硫酸钡能够更充分地发
由表 4 可以看出，不同质量比的复配填料涂层都 挥各自优势，使填料均匀分散在成膜物质中，同时增
具有良好的性能，经过极差分析，结果如表5所示。 强涂层的强度和耐磨性等物理力学性能，这可以防
由表 5 可知，各因素对涂层耐磨性影响的主次顺 止涂层出现严重的裂纹和磨损，影响涂层的屏蔽效
序为 A>B>C=D，对涂层耐冲击性影响的主次顺序为 果。综上，涂料配方初选优化设计方案为 A 2 B C D 。
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3
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A>D>B>C，对涂层巴柯尔硬度影响的主次顺序为 2. 2. 3 复配填料对涂层电化学性能的影响
A>B=D>C，由此可见，成膜物与填料的质量比对涂层 表 6 是 9 组不同质量比复配填料涂层 3 000 h 时
物理影响最大，填充填料与防锈填料的质量比次之， R 的极差分析，图 4 是该 9 组涂层在 3. 5%NaCl 溶液
c
陶瓷粉与沉淀硫酸钡的质量比影响最小。这是因为 中浸泡 24 h、168 h、600 h、1 800 h、3 000 h 测得的
填料本身具有优异的物理性能，尤其是当填充填料 Nyquist和Bode图。

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