Page 40 - 2025水性涂料虚拟专辑

张 等：石墨烯/聚苯胺水性硅酸 富锌防腐涂层的制备及性能研究

characterized by scanning electron microscopy，micro-confocal laser Raman spectrometer，X-
ray diffractometer and infrared spectrometer. The effect of composite on the properties of
waterborne potassium silicate zinc-rich anticorrosive coating was also studied. For the coating，
when the mass ratio of zinc powder to basic material was 1∶1 and the addition of composite was
2%，he adhesion was level 1，he hardness was 5H，the self-corrosion potential（E ） was
t
t
corr
-7
2
-0. 533 V，the self-corrosion current density（i ） was 4. 788×10 A/cm ，the impedance
corr
2
4
modulus value（|Z| ） under low frequency was 4. 25×10 Ω ·cm ，and the static water

0. 01 Hz
contact angle was 89. 8° . The graphene/polyaniline composite could not only improve the
corrosion resistance and mechanical properties of the coating，but also increase the effective
utilization rate of zinc powder to reduce the zinc powder content.
Key words：graphene/polyaniline；waterborne potassium silicate；zinc-rich coating；
anticorrosive coating
水性无机富锌涂料具有挥发性有机化合物含量 PANI 可使金属表面形成氧化层，从而保护金属免受
低、安全性高、耐热性良好、耐酸碱性好等优点，被广 进一步腐蚀 。然而，其分子中存在共轭结构，使其
[16]
泛应用于船舶钢甲板、高温炉、换热器、桥梁等 。水 易发生团聚，并存在分散性及力学性能差等问题 。
[1]
[17]
性硅酸 富锌涂料是水性无机富锌涂料的一种，但 一些研究学者将 Gr 与 PANI 形成复合物加入到
其锌粉含量较高，一般高于80%（质量分数，下同），导 涂料中，充分发挥两者的协同作用，以提高其防腐
致其附着力降低，施工难度增大等 [2-5] 。因此，在保证 性。Lei 等 报道了 Gr/PANI 对水性环氧富锌涂层防
[18]
防腐涂料性能的前提下，降低水性硅酸 富锌涂料 腐性的影响。研究表明，Gr/PANI 复合物使锌颗粒与
中的锌含量具有重要意义。部分学者 [6-9] 利用硅丙乳 钢基体更容易连接，提高了锌颗粒的利用率、增强了
液改性水性硅酸 富锌防腐涂料基料的性能，提高 涂层的物理屏障作用和锌 阳极的 极保护作
锌粉的分散性及涂层的附着力、致密性等，改善涂层 用，从而提高了涂料的防腐性。其中，锌颗粒含量为
防腐性，但其锌粉含量仍较高 。张增胜、丁 勇 80%，Gr/PANI 含量为 0. 6% 的水性环氧富锌涂层表
等 [10-11] 利用片状锌粉或硅烷偶联剂 KH-570和硝酸 现出最佳的防腐性。 培斌等 采用原位聚合法制
[19]
共同改性的片状锌粉代替球状锌粉，使锌粉在涂料 备了聚苯胺/氧化石墨烯复合物，研究其对水性环氧
中分散性更均匀，涂层表面锌粉含量增加且更加致 富锌涂料性能的影响。结果表明，当锌粉含量为
密，从而提升了涂层的防腐性。 向军等 报道了纳 60%，聚苯胺/氧化石墨烯复合物添加量为 0. 2% 时，
[12]
米 TiO 、纳米 ZnO可明显改善水性硅酸 富锌涂料的 涂层的防腐性与锌粉含量为 80% 的水性环氧富锌涂
2
物理性能及防腐性，但其锌粉含量仍高达 71%。目 层相近。但是，Gr/PANI 复合物对水性硅酸 富锌涂
前，通过增加锌粉之间导电通路和提高涂层物理屏 料防腐性的影响，鲜有报道。
蔽效应共同作用，来改善涂层防腐性并降低锌粉含 因此，本文拟采用化学气相沉积法制备Gr，原位聚
量，少有文献报道。石墨烯（Gr）比表面积大、抗渗性 合法制备Gr/PANI复合物，将Gr/PANI复合物 杂到水
强、导电性优异，作为填料可以填充到涂层的微孔中 性硅酸 富锌涂料中，利用石墨烯的片层结构和聚苯
有效提高防腐涂层的阻隔性能、疏通锌粉之间的导 胺、石墨烯的导电性、抗氧化性等特点，制备出锌粉含量
电通路 ，提高锌粉利用率 ，从而改善涂层的防腐 相对较低（50%）、防腐性及力学性能优良的防腐涂层。
性 [13-14] 。Cheng等 报道了 Gr纳米片对水性无机富锌
[15]
涂料防腐性的影响。研究表明，当锌粉含量为 80%， 1 实验部分
Gr 含量为 2% 时，涂层具有最佳的防腐性，但是其锌
粉含量依然较高。 1. 1 试剂与仪器
聚苯胺（PANI）是一种制备简单、成本较低的优 氧化 ：按文献 方法制得，纯度 99. 5%，堆密度
[20]
良导电聚合物，备受研究人员的青睐。研究表明， 为 0. 065 g/mL；苯胺、过硫酸铵、乙醇、盐酸、锌粉、氯

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