Page 36 - 2025水性涂料虚拟专辑

干思 等：石墨烯/云母氧化铁在水性环氧涂料中的协同屏蔽性能及机理研究

2. 4 烯/ 氧化 在涂层中的屏蔽
机制

图 5 为水性环氧 G/MIO 涂层（W-G MIO ）的
0. 2 20
SEM图。

结合能/keV 结合能/keV
（a）—W-G MIO （b）—W-G MIO 域1
0 0 0. 2 20

300× 100 μm 2 000× 50 μm 结合能/keV 结合能/keV
（c）—W-G MIO 域2 （d）—W-G MIO 域3
0. 2
0. 2
20
20
图5 水性环氧 G/MIO涂层的SEM图像 图7 涂层 检测 域的 X射线能谱（EDS）图
Fig. 5 SEM image of waterborne epoxy G/MIO coating
Fig. 7 X-ray energy spectrum（EDS）diagram of each detection

云母氧化铁和石墨烯在涂层中同时存在时屏蔽 area of the coating
机制更加复杂，对比图 4 和图 5 可以看出，2 种颜填料 表3 涂层各点各 的含量
混合的涂层里，云母氧化铁仍主要分布在靠近基材 Table 3 The content of each element at each point
of the coating
侧，而大部分石墨烯主要分布在远离基材侧，这与
2种颜填料单独在涂层中的分布基本相似。 W- W- W- W-
项目 G MIO G MIO G MIO
与只加入云母氧化铁不同的是，混合颜填料涂 G MIO 20 0. 2 20 0. 2 20 0. 2 20
0
层中的云母氧化铁边缘有明显片层状 皱，对该区 域1 域2 域3
/
域进行 X射线能谱（EDS）分析，检测区域如图6所示， w（C）% 33. 46 64. 24 3. 23 71. 57
/
涂层各检测区域的 X 射线能谱（EDS）如图 7 所示，涂 w（O）% 64. 27 22. 35 26. 10 24. 60
/
w（Fe）% 0 13. 41 70. 67 3. 830
层各点各元素的含量如表 3所示。
w（Cl）% 1. 27
/
区域3
区域1
材侧，这是由于云母氧化铁的密度远大于石墨烯，成
谱图1
区域2
膜过程中，云母氧化铁有下沉的趋势。云母氧化铁
谱图1
的下沉，一方面占用了石墨烯在涂层下方分布的空
间，另一方面将涂层下方带有石墨烯的树脂挤到涂
300 μm 70 μm
层的上方，使得石墨烯主要分布在涂层的上方，涂层
（a）—W-G MIO （b）—W-G MIO 上方的石墨烯浓度升高，增加了石墨烯发生团聚的
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图6 X射线能谱（EDS）检测 域图 可能 。
[17]
Fig. 6 X-ray Energy spectrum（EDS）detection area

相较于只加入石墨烯的涂层，云母氧化铁的加
由表 3 可知 ，纯环氧 涂层图 6（a）碳含量 为 入会使部分石墨烯团聚在其周围，石墨烯的屏蔽效
34. 46%；图 6（b）区域 2 中梯形颗粒的铁含量为 果将有所降低。云母氧化铁的存在影响了石墨烯在
70. 67%，碳含量仅为 3. 23%，因此，此颗粒为云母氧 涂层中的分布，同样的，石墨烯的存在也影响了云母
化铁；图 6（b）区域 1中云母氧化铁颗粒上方聚集的物 氧化铁的分布。如图 8所示，当涂层中仅添加云母氧
质碳含量为 64. 24%，图 6（b）区域 3 云母氧化铁颗粒 化铁一种颜料时，云母氧化铁颗粒间的平均间距为
左上方的物质的碳含量为 71. 57%，均远高于纯环氧 30. 92 μm，当涂层中同时添加石墨烯、云母氧化铁
涂层的碳含量，由此可知云母氧化铁颗粒周围聚集 时，云母氧化铁颗粒间的平均间距为 23. 42 μm，说明
的片层状 皱物质大部分为石墨烯。云母氧化铁主 石墨烯的加入使得云母氧化铁在涂层固化过程中的
要分布在靠近基材侧，而石墨烯主要分布在远离基 移动变得更加困难，其分散效果变差。

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