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第 7 期 李菁熠，等: ATO/GO 纳米复合材料的制备及性能 ·1253·

表 3 电化学腐蚀测量结果及气体阻隔性能
Table 3 Electrochemical corrosion measurements and barrier properties of prepared coating materials
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E corr/V vs. SCE I corr/(A/cm ) R p/(kΩ·cm ) P EF/% 水蒸汽透过率/〔g/(m ·h)〕
Uncoated –0.9496 1.29×10 –5 4.11 — —
AE –0.5176 5.82×10 –7 62.67 93.44 174.52
GO-1.0% –0.2957 1.46×10 –7 287.19 96.47 75.29
GO-3.0% –0.2391 2.52×10 –8 1482.15 99.51 60.74
ATO/GO-0.5% –0.3895 1.03×10 –7 347.84 98.82 98.36
ATO/GO-1.0% –0.3736 7.93×10 –8 449.82 99.09 82.13
ATO/GO-2.0% –0.3281 2.28×10 –8 1599.73 99.74 78.36
ATO/GO-3.0% –0.1993 3.73×10 –9 9778.53 99.95 62.13
ATO/GO-4.0% –0.2887 8.89×10 –9 4098.19 99.89 65.48
ATO/GO-5.0% –0.2485 5.48×10 –9 6655.83 99.93 68.21
注：“—”表示未检出。

蒸汽透过率呈现先减小后增大的趋势。这是由于氧 子传递至漆膜表面，使金属基材不能发生完整腐蚀
化石墨烯均匀分布于水性环氧涂料中，填补了漆膜 氧化还原反应 [27] 。
内部空隙和物理缺陷，增加了水分子扩散路径，所
以水蒸汽透过率下降；当 ATO/GO 质量分数≥4.0% 3 结论
时，水蒸汽透过率上升。这是由于纳米填料过量，
以 GO 为前体，通过氨丙基三乙氧基硅烷将氧
降低了高分子间粘结性，导致水蒸汽透过率稍有增
化锡锑（ATO）锚定到氧化石墨烯片层上，制备得
加。而当 ATO/GO 与 GO 添加量相同时，GO-AE 漆
到氧化锡锑-氧化石墨烯纳米复合材料 ATO/GO，并
膜 水 蒸 汽透过 率小 于 ATO/GO-AE 。这 是由 于
通过 XRD、XPS 及 SEM 对其结构进行了表征。考
ATO/GO 比表面积小于 GO 所致。
察了 ATO/GO 和 GO 含量对水性环氧涂料抗静电防
腐蚀电压 E corr 、腐蚀电流密度 I corr 、极化电阻
腐性能的影响。结果表明，当 ATO/GO 质量分数为
R p 、防腐效率 P EF 等参数可以评价试样防腐蚀性能
3.0%时，腐蚀电压最大，腐蚀电流密度最小（E corr=
的优劣。一般来说，腐蚀电压和极化电阻越大，腐 –0.1993 V，I corr =3.73×10 A/cm ），防腐效率与空白
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蚀电流越小，防腐涂层防腐效率越高 [21] 。由图 5 可
样（AE）相比提高了 99.95%；同时漆膜表面电阻
以看出，相比于空白金属铁板（E corr = –0.9496 V， 降低至 1.0×10 Ω 以下，具有优良的抗静电性能。
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I corr =1.29×10 A/cm ），所有水性涂料涂装后的金属
所制备的 ATO/GO 纳米复合材料可应用于石油运
板腐蚀电压均提高，腐蚀电流均降低，说明该体系 输，电器电子设备抗静电防腐保护涂层领域。
的水性涂层可有效提高铁板的耐腐蚀性。
图 5a 讨论了 ATO/GO 质量分数对涂层防腐性能 参考文献：
的影响，根据公式（1）和公式（2）对 Tafel 结果进 [1] Li Yunde (李运德), Li Chun (李春), Yu Yichuan (于一川).
行拟合得到表 3 结果。ATO/GO 质量分数为 3.0%时， Countermeasure and cause analysis to anticorrosive failure of
electrostatic conductive coating for internal wall of storage oil tank[J].
复合涂层的腐蚀电压最大，腐蚀电流密度最小
Total Corrosion Control (全面腐蚀控制), 2004, 18(3): 40-42.
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（E corr =–0.1993 V，I corr =3.73×10 A/cm ），防腐效 [2] Jiang Weili (姜卫丽), Liu Ronghua (刘华荣). Study on new type of
率与空白样（Uncoated）相比提高了 99.95%。对比 anti-corrosion wear-resistant anti-static coatings used on rader
ATO/GO 与 GO 两种纳米材料作为防腐涂料发现（图 cover[J]. Modern Paint and Finishing (现代涂料与涂装), 2011,
5b 和表 3），当二者质量分数均为 1.0%时，GO-AE 14(4): 34-37.
[3] Zhu Aiping. Preparation of complex of polyaniline and acrylic ester
具有更低的水蒸汽透过率，但 GO-AE 腐蚀电流密度
grafting epoxy for anticorrosion and intrinsically antistatic
更大，防腐效率相对较小，表现为 ATO/GO 具有优 coatings[J]. Biochemical & Biophysical Research Communications,
于 GO 的防腐性能。这主要是由于：第一，ATO/GO 2015, 14(5): 407-410.
具有优良的分散性，可填补胶膜内部空隙，有效防 [4] Weng Changjian, Chen Yalun, Jhuo Yusian, et al. Advanced antistatic/
止水和氧气接触到底层金属，通过漆膜水蒸汽透过 anticorrosion coatings prepared from polystyrene composites
incorporating dodecylbenzenesulfonic acid-doped SiO 2@polyaniline
率测试结果可以证明以上结论；第二，ATO/GO 的
core-shell microspheres[J]. Polymer International, 2013, 62(5): 774-782.
引入提高了涂层带电性能，可将金属腐蚀产生的电 [5] Wu Liuliu (吴六六), Chen Jianguo (陈建国), Wu Qiufang (吴秋芳).