Page 43 - 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

分子结构没有被破坏，但在 2θ=25. 23°处的峰强度增 振动，1 491 cm 处的吸收峰属于苯环的 C=C骨架伸
-1
大，这是由于 Gr 与 PANI 之间的 π-π 共轭作用，也进 缩振动，1 297 cm 处为苯环的C—N伸缩振动峰，另外，
-1
一步说明Gr/PANI复合物的结晶度更高 。 在796 cm 处为苯环上C—H面内弯曲振动峰和取代苯
[19]
-1
图4为Gr、PANI与Gr/PANI的红外光谱。 的 C—H 面外弯曲振动峰。 Gr/PANI 复合物在
1 576 cm 处的吸收峰代表醌式结构中的C=C键伸缩
-1
振动，苯环上 C—H面内弯曲振动峰和取代苯的 C—H
面外弯曲振动峰出现在799 cm 处，较PANI吸收峰发
) 生了蓝移，这是由于 Gr与 PANI之间的 π-π键共轭效
-1
应影响了PANI链的振动频率以及PANI醌式结构和苯
)

红外光谱中的醌式结构的骨架伸缩振动峰强度与苯
环等官能团的伸缩振动频率。PANI及Gr/PANI复合物
)
)
环的骨架振动峰强度比可说明 PANI 的氧化还原状

态 ，PANI及 Gr/PANI复合物红外谱图中醌式结构的
[22]

波数/cm -1
骨架伸缩振动峰强度与苯环的骨架振动峰强度比分别
图4 Gr、PANI与Gr/PANI的红外光谱 是0. 98及0. 94，由此判断PANI处于半还原半氧化态，
Fig. 4 Infrared spectra of Gr，PANI and Gr/PANI PANI和Gr/PANI复合物中的PANI具有一定的导电性。
-1 2. 3 烯/聚 胺水性硅酸 涂层
由图 4 可知，Gr 在 3 460 cm 处的吸收峰为 O—H
键的伸缩振动峰，在1 634 cm 出现了C=C双键的伸 性能
-1
缩振动峰，说明 Gr 含有部分含氧官能团。PANI 在 锌粉与基料质量比、Gr/PANI 含量对涂层的附着
1 572 cm 处的吸收峰代表醌式结构中的C=C键伸缩 力、硬度和水接触角的影响如图 5所示。
-1
)
) （°）
) 度 ) 水接触角/ g

附着力/级
)

)
)

)

粉与基料质量比
粉与基料质量比

Gr/PANI含量/%

（a）—附着力 （b）— 度 （c）—水接触角
图5 粉与基料的质量比及 Gr/PANI含量对涂层性能的影响
Fig. 5 Effect of zinc powder to base material mass ratio and Gr/PANI content on coating properties
由图 5（a）可知 ，当锌 粉与基料 质量比 <2∶1、 提高了涂层与钢铁间的黏附性 ，但随着含量的增
[23]
Gr/PANI 复合物含量≤2% 时，涂层附着力都在 2 级及 加，锌粉及 Gr/PANI 在涂料中分散性差，易出现团聚，
以下，具有优良的附着力。固定锌粉与基料质量比， 从而降低涂层的致密性、涂层与基体材料之间的结
涂层的硬度及水接触角均随着 Gr/PANI 含量的增大 合力及其表面阻隔水分子的能力。
先增大后减小，如图 5（b）和图 5（c）所示。当锌粉与 2. 4 烯/聚 胺水性硅酸 涂层电
基料质量比为 1∶1，Gr/PANI 添加量为 2% 时，涂层的 化学性能
硬度达到了最高（5H），接触角达到了最大（89. 8°）。 将锌粉与基料的质量比及 Gr/PANI 含量不同的
这是由于 Gr/PANI 复合物很好地分散于漆膜缝隙中， 涂层在 3. 5%NaCl 溶液中浸泡 24 h，所得 Bode 图如
使涂层更光滑、致密，且石墨烯具有黏结剂的作用， 图 6 所示。由图 6 可得各涂层在低频（0. 01 Hz）处的

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