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·1252· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

图 3a、d 显示 ATO 粉末为球型粒子的聚集体 [23] 。图 粒径在 20 nm 左右的颗粒组成，形成了 ATO 连续
3b 和 e 显示，GO 表面为褶皱结构。这是由于石墨 网络。
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烯表面碳原子原有的 sp 杂化结构由于氧化反应等
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转变为 sp 杂化状态，导致原始的平面状态瓦解，转
变为褶皱状 [24] 。由图 3c、f 可以看出，褶皱状的平
面是 GO 的片层结构，GO 片层上均匀附着大量粒径
为 10~ 20 nm 的颗粒，说明通过偶联剂接枝法可以
将 ATO 纳米颗粒负载到氧化石墨烯上。
2.4 膜断裂面的 SEM 分析
AE、GO-AE 和 ATO/GO-AE 漆膜断裂面扫描电
镜图见图 4。
从图 4a 可以看出，纯 AE 薄膜断裂面平滑，表
面有少许白色亮点，是由于 AE 树脂折裂过程中产
生了局部拉伸，拉伸点不能恢复到平滑断面所致 [25] 。
GO-AE 断裂面褶皱不平整（图 4b），但是并没有纳

米片层结构因为折裂而分离出树脂基体，说明氧化石 图 4 AE（a），GO-AE（b）和 ATO/GO-AE（c,d 为 c 的
墨烯在水性环氧树脂中分散性优良 [26] 。图 4c 是 局部放大图）乳胶膜的断裂面扫描电镜
ATO/GO-AE 纳米复合材料的断面扫描电镜，可以看 Fig. 4 SEM images of fractured surface of AE(a),
GO-AE(b) and ATO/GO-AE coatings (c, d was
出，断裂面表面褶皱不平整，这种褶皱与 GO-AE enlarge figure of c)
断面相似，说明 ATO/GO 在 AE 树脂中的相容性与
GO 相近，并且其断面具有大量网状结构。通过图 2.5 复合漆膜表面电阻测定
4c 的放大图（图 4d）可以看出，网线由均匀分布的 AE、GO-AE 和 ATO/GO-AE 漆膜表面电阻见表 2。

表 2 AE、GO-AE 和 ATO/GO-AE 复合涂料表面电阻
Table 2 Surface resistance of AE, GO-AE and ATO/GO-AE composite coatings
GO 质量分数/% ATO/GO 质量分数/%
AE
1.0 3.0 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
表面电阻/Ω 7.1×10 12 5.24×10 12 6.17×10 12 4.59×10 11 1.82×10 11 5.07×10 9 1.43×10 8 8.65×10 7 7.44×10 7

由表 2 可以看出，GO 的引入没有提高漆膜的 同时，由于氧化石墨烯的高比表面积增加了 ATO 颗
导电性，这是由于氧化石墨烯本身不具备导电性所 粒间的接触程度，提高了漆膜的导电性，使得表面
[5]
致。随 ATO/GO 质量分数的增加，漆膜表面电阻下 电阻降低，达到了抗静电涂层的使用要求 。
降。当 ATO/GO 质量分数为 3.0%时，漆膜表面电阻 2.6 防腐性能测试
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出现明显降低，达到 1.43×10 Ω。这是由于纳米材 空白金属铁板与涂装 AE、GO-AE 和 ATO/GO-
料含量较低时，导电粒子间接触形成导电通路的几 AE 防腐涂层金属铁板的极化曲线见图 5。水蒸汽透
率降低，同时基材树脂固化后降低了导电粒子运动。 过率测试结果见表 3。
当 ATO/GO 质量分数大于 3.0%时，ATO 含量增加， 由表 3 可知，随 ATO/GO 质量分数的增加，水

图 5 空白金属铁板与涂装 AE、GO-AE 和 ATO/GO-AE 防腐涂层金属铁板的极化曲线
Fig. 5 Tafel plots for pure steel, AE coated steel, GO-AE coated steel and ATO/GO-AE coated steel