Page 205 - 《精细化工》2021年第10期

第 10 期 林家明，等: 改性六方氮化硼/水性聚氨酯涂料的制备与性能 ·2135·

堆叠，并且没有结构缺陷。而 h-BN 粉末呈高度堆 GB1.0 和 WPU/GB2.0 涂层在质量分数为 3.5%的 NaCl
积状态（图 2c）。 水溶液中浸泡 5 周后的极化曲线和电化学参数。

图 4 涂层体系浸泡 5 周后的 Tafel 曲线
Fig. 4 Tafel curves of all coating systems after immersing
for 5 weeks
图 2 GB 的 AFM（a）和高度分布（b）图；h-BN 粉末
（c）和 GB（d）的 TEM 图 阳极 Tafel 斜率（b a ）和阴极 Tafel 斜率（b c ）
Fig. 2 AFM image (a) and height distribution (b) of GB; 是通过使用电化学分析仪软件将阳极和阴极线外推
TEM images of h-BN powder (c) and GB (d)
到腐蚀电压（E corr ）而获得，结果如表 1 所示。R p
2.2 GB 在 WPU 涂层中的分散性测试 是从相对于腐蚀电压的–20~20 mV 窄电位范围内 Tafel
为了研究 GB 在 WPU 涂层中的分散程度，用 曲线的斜率确定的极化电阻。WPU/GB 涂层相对于
SEM 观察了 WPU、WPU/GB0.5、WPU/GB1.0 和 WPU 涂层的保护效率（PE）用式（1）进行计算 [19] ：
WPU/GB2.0 的断裂表面，结果见图 3。WPU 表现出 i WPU i 
PE/%  corr corr  100 （1）
相对平滑的断裂表面和几个平行的河流线形态。从 i WPU
WPU/GB 的断裂表面（图 3b~d）可观察到片状的 corr
2
式中： i WPU 为 WPU 涂层的腐蚀电流密度，A/cm ；
GB，当 GB 含量为 0.5%（图 3b）和 1.0%（图 3c） corr
2
i 为 WPU/GB 涂层的腐蚀电流密度，A/cm 。
时，可以观察到 GB 在 WPU 中的分散性良好，分布 corr
从图 4 可以看出，与 WPU 涂层相比，其他涂
相对均匀，仅存在少量团聚，大多数超薄的 GB 均
层体系的 Tafel 曲线都在其右侧，表明在涂层体系中
匀嵌入到 WPU 树脂基体中。当 GB 含量为 2.0%（图
加入阻隔性强的 GB 后，复合涂层作为屏蔽层可以
3d）时，树脂基体中 GB 的单位浓度过高，粒子之
更有效地抑制 Q235 基体的腐蚀 [20] ；此外，较低的
间距离缩短而发生吸附、团聚，因此可以看到图 3d
i corr （腐蚀电流密度）和较高的 E corr 通常表示更好的
中 GB 粒子团聚较为严重。 [21]
耐腐蚀性 。从表 1 可以看出，WPU 涂层具有最低
2
–8
的 E corr （−0.309 V）和最高的 i corr （2.64×10 A/cm ），
表明其耐腐蚀性较差。

表 1 涂层体系浸入质量分数为 3.5%的 NaCl 水溶液后的
电化学参数
Table 1 Electrochemical parameters of all coating systems
immersed in mass fraction 3.5% NaCl aqueous
solution
i corr/ R p/
E corr/V 2 b a b c 2 PE/%
(A/cm ) (Ω·cm )
WPU –0.309 2.64×10 –8 4.582 4.551 1.80×10 6 —
WPU/GB0.5 –0.212 6.20×10 –9 4.669 5.405 6.96×10 6 97.65

图 3 WPU（a）、WPU/GB0.5（b）、WPU/GB1.0（c）和 WPU/GB1.0 –0.037 3.32×10 –9 4.925 4.913 1.33×10 7 98.74
WPU/GB2.0（d）的 SEM 图 WPU/GB2.0 –0.024 5.04×10 –9 4.895 4.992 8.83×10 6 98.09
Fig. 3 SEM images of WPU (a), WPU/GB0.5 (b), WPU/ 注：—代表无数据。
GB1.0 (c) and WPU/GB2.0 (d)

2.3 复合涂层的防腐性能 WPU/GB0.5、WPU/GB1.0 和 WPU/GB2.0 涂层
图 4 和表 1 显示了 WPU、WPU/GB0.5、WPU/ 的 E corr 分别为–0.212、−0.037 和−0.024 V。WPU/