Page 78 - 2025年7月防腐蚀专辑
P. 78
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 。
[15]
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
2
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
5
-2
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
[16]
2
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
75
