Page 39 - 涂层与防护2019-04

卜庆朋，等：低温固化疏水/石墨烯防腐粉末涂料的研究

战， 并且面对热敏型材料时限制了粉末涂料的应用， 氧基硅烷 （相对于无水乙醇的体积分数分别为 0.1 %、
[1]
比如塑料和木材 。 因此市场和下游厂家对低温固化 0.3 %、0.5 %、0.7%、0.9 %）滴加至体系中，反应 2 h 后，
要求日益迫切。 低温冷却干燥，制得改性二氧化硅粉末,如图 1 所示。
金属制品在生活中应用相当广泛，腐蚀一直是难
题。 尤其是在潮湿阴暗的环境中，腐蚀问题相当严峻，
例如地铁地下的各种金属工件。 据报道，腐蚀对国民
经济造成巨大的损失，且对环境也有一定的污染。 涂 图 1 改性 SiO 2
料是现如今最可靠最简单的防护手段，将涂料赋予超 1.2.2 改性石墨烯的制备
疏水的功能可有效提高涂层的防腐效果，再辅以防腐 石墨烯粉末加入 THF 高速分散 10 min 后， 加入
材料，可显著提高粉末涂料的防腐性能。 形成超疏水 硫酸钡，搅拌均匀后，采用低温冷却干燥，得粉末状物
性的关键因素是高粗糙度和低表面能，而现有的方法 料。 加入粉碎机中，转动 60 s，取出，180 目筛网刷分，
[2]
为表面粗糙化而后低表面能化 ，从而制备得超疏水 连同筛余物一起加入粉碎机中，连续 3 次，即制得改
涂层。 辅以防腐材料例如石墨烯或者锌材料可显著提 性石墨烯材料。

高涂层的防腐性能。 锌是现如今运用最多的防腐材
1.2.3 低温固化超疏水防腐粉末涂料的制备
料，而石墨烯类材料因其自身的性能是现如今最具前
将上述制备的改性 SiO 2 、氟蜡等与 55 份（质量份，
景的防腐材料之一 。 环氧树脂具有优异的防腐性能，
[3]
下 同 ） 的 环 氧 树 脂 、15~26 份 酚 类 固 化 剂 ，0.1~1 份
[4]
被广泛应用于防腐涂料中 。
K7318，0.2~1.2 份 SA-186，2~5 份钛白粉，20~30 份硫
本研究以环氧树脂为成膜物， 改性酚类为固化
酸钡，改性石墨烯和其他原料搅拌均匀后熔融挤出，磨
剂，K-7318 为固化促进剂， SA-186 为粗糙剂，加入经
粉，过筛(200 目)即得低温固化超疏水防腐粉末涂料。
1H,1H,2H,2H- 全 氟 辛 基 三 乙 氧 基 硅 烷 修 饰 的 纳 米
采用静电喷涂法，将粉末喷涂于冷轧板上，在 130 ℃
SiO 2 粒子和氟蜡，且加入适量石墨烯，得到表层为疏
下，固化 30 min，即得低温固化超疏水防腐涂层，漆膜
水，涂层内部含有石墨烯防腐层的低温固化超疏水防
厚度约为 60~80 μm。
腐涂层， 涂层显示出了优异的疏水性、 防腐性能和机
械性能。 1.3 分析与测试
采用东莞普赛特检测设备有限公司的 PT-705-B
1 实验部分
接触角测量仪测定涂层的水接触角； 采用 CarlZeiss
1.1 实验原材料 SUPRA55 场发射扫描电镜（SEM）观察复合材料；日本
JEOL JEM-2100F-TEM 透射电镜； 采用无锡市上开试
1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、 无水乙
验设备有限公司的精密型盐雾试验机，测试介质为 5%
醇、正硅酸乙酯（TEOS）、氨水、四氢呋喃（THF）、NaCl：
的 NaCl 水溶液，所有测试过程均在室温下（23±2） ℃
分析级，国药集团化学试剂有限公司；环氧树脂（E-
进行； 采用 QCJ 型涂膜耐 冲 击器 测试 涂 层性 能；按
12）：黄山锦峰实业有限公司；硫酸钡：常州丰硕化工
HG/T 2006—2006 测试涂层性能， 涂层附着力测试采
有限公司；钛白粉：上海杜邦化工（国际）有限公司；石
用划格法。
墨烯：工业级，第六元素材料科技股份有限公司；酚类
固化剂、K-7318、SA-186：六安捷通达化工有限公司；
2 结果与讨论
氟蜡：常州灵达化工有限公司。 以上均为工业级。
2.1 固化促进剂剂用量对固化温度的影响
1.2 实验过程
此款固化促进剂据介绍可实现 130 ℃/30 min 固
1.2.1 改性二氧化硅的制备
化，现将固化温度设置为 130 ℃，固化时间为 30 min
将无水乙醇 50 mL、 氨水 2 mL、TEOS1 mL 在40 ℃ 和其他物质用量不变的条件下， 改变固化促进剂用
下，搅拌反应 6 h，然后将 1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙 量，涂层测试结果如表 1 所示。

探索研究 RESEARCH AND DEVELOPMENT 23