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 。
                                                                                         [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


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