Page 78 - 2025年7月防腐蚀专辑
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等:具有自修复功能的超疏水防腐涂层性能研究
测试中涂层的厚度。涂层制备过程如图 1(b)所示。 反方向拉回,此时记录为 1 个磨损循环(50 cm),磨损
环氧树脂涂层的制备:取 2 g E44、1. 6 g 固化剂 3次后更换新砂 继续测试 。
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和 10 mL 无水乙醇,搅拌均匀后涂覆在 Q235 基体上, (4)防腐性。将不同样品浸泡在 3. 5%NaCl 溶液
置于室温下固化,制得环氧树脂涂层作为对比样,涂 中 ,在室温下进行电化学评价 。 评价过程采用
层厚度在80 μm。 P4000+电化学站(普林斯顿)进行。采用三电极系
1. 5 表征与性能测试 统,指定涂覆钢基板作为工作电极,碳棒作为对电
1. 5. 1 微 形貌表征 极,饱和 Ag/AgCl 电极作为参比电极。工作电极的面
积为 1. 34 cm 。测量在开路电位下进行,频率范围为
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采用 SU8100 扫描电子显微镜(SEM,Hitachi)对
10 ~10 Hz,振幅为 10 mV。整个测试过程在屏蔽箱
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粉末和涂层的物理和结构形貌进行表征。
内进行,使其免受外部电磁场和杂散电流的干扰。
1. 5. 2 性能测试
为确保可重复性,每个样品制备 3 个平行样。用
(1)水接触角。采用接触角测量仪(JC2000C1,
ZSimpWin 软件对所测的阻抗数据进行拟合,得到等
上海中晨)测量涂层表面的 WCA,每个样品取 5 个不
效电路和对应的拟合数据。
同位置,取平均值。
(5)表面粗糙度。利用共聚焦激光扫描显微镜
(2)附着力。参照 GB/T 2792—2014 对涂层进行
(CLSM,OLYMPUS5000, 林巴斯)测量不同涂层样
胶带剥离试验,用 在涂层上划出 2 mm×2 mm 的网
品的表面粗糙度。
格,切 深度要求到达金属基体表面。随后,将具有
高黏性的胶带(VHB,3M)紧紧地压在涂层表面上并 2 结果与讨论
垂直剥离。重复该过程,直到胶带上几乎没有粉末
和碎片等残留物。 2. 1 涂层的 疏水性和微观形貌分析
(3)耐磨性。将 Q235 钢的涂层表面 下放在尺 制备超疏水表面需要 2 个重要条件:一是表面具
寸为 25 cm ×20 cm 的 600 目砂 上(涂层与砂 的接 有低表面能,通过硅烷偶联剂改性的硅藻土可以为
触面积为 8. 4 cm),将 100 g 负载于样品上,以 涂层提供;二是涂层表面应具备一定的粗糙度 。使
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5 cm/s 的速度拉动样品移动 25 cm 后,以同样速度向 用CLSM观察了涂层表面的微观形貌,如图2所示。
51.5° 38.7° 163°
4. 233μm
5. 989μm 15. 231 μm
1 282. 496 μm
1 282. 496 μm 644. 642 μm
0
0
0
1 287. 008 μm
638. 035 μm
1 287. 008 μm
(a)—SMP树脂涂层 (b)—SMP/纤维复合膜 (c)—自修复超 水涂层
图2 不同涂层的CLSM图像及WCA测试
Fig. 2 CLSM images and WCA of different coatings
从图2可以清 看到,SMP树脂涂层和 SMP/纤维 SMP 树脂涂层相比,SMP/纤维复合膜的润湿性显著
复合膜表面为亲水性,而超疏水复合涂层表现为超 提高,WCA 降至 38. 7°,这是由于 PCL 纤维膜内部呈
疏水性。在图 2(a)中,观察到 SMP 树脂涂层表面光 现松散多孔状态,这使得水滴很容易渗透到纳米纤
滑,没有明显的凸起,粗糙度约为 4. 233 μm,WCA 为 维膜中,从而表现出较高的润湿性。从图 2(c)可以
51. 5°,这是因为 SMP 树脂涂层中含有丰富的亲水性 看出,由于制备的超疏水复合涂层表面较为粗糙,有
基团。在图 2(b)中,由于覆盖了 PCL 纳米纤维层,纤 较多的乳突聚集,表面粗糙度提高到 15. 231 μm 左
维复合膜表面的突起较少,但是纤维杂 无章的分 右,液滴与涂层接触时,有一层空气穴被困在涂层表
布使得涂层的表面粗糙度提高到 5. 989 μm左右。与 面的微纳米结构中,涂层与液滴间被该空气穴所隔
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