Page 206 - 《精细化工》2021年第10期

·2136· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

GB0.5、WPU/GB1.0 和 WPU/GB2.0 涂层的 i corr 分别 界面。WPU/GB2.0 在浸泡 5 周后才发生腐蚀（图 5g）；
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为 6.20×10 、3.32×10 和 5.04×10 A/cm 。可以看 而 WPU/GB1.0 涂层在浸泡 5 周后，依然表现出完整
出，与 WPU 涂层相比，复合涂层均具有相对较高 的单个电容弧和较大的直径（图 5e），说明涂层没
的 E corr 和较低的 i corr 。因此，GB 可以有效提高 WPU 有被腐蚀因子完全渗透和破坏，所以 WPU/GB1.0
涂层的耐腐蚀性。值得注意的是，WPU/GB1.0 涂层 耐腐蚀能力更强。此外，使用较低频率（频率 Z f =
的保护效率最高，PE 为 98.74%。 0.01 Hz）的阻抗来衡量涂层的耐腐蚀性 [23] 。如图 5b
2.4 电化学阻抗谱（EIS）测试 所示，浸泡 5 周后，WPU 涂层的阻抗从 5.58×
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利用电化学阻抗谱（EIS）研究了 Q235 表面涂 10 Ω·cm 下降到 1.25×10 Ω·cm ；WPU/GB0.5（图
层的阻隔性能和耐腐蚀性。图 5 显示了不同涂层在 5d）、WPU/GB1.0 （图 5f）和 WPU/GB2.0（图 5h）
质量分数为 3.5%的 NaCl 水溶液中浸泡 5 周后的 的阻抗也有小幅下降；值得注意的是，在电化学测
Nyquist 和 Bode 曲线。利用 EIS 研究了 Q235 表面 试的第 5 周，WPU/GB1.0 涂层依然保持较大的阻抗
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涂层的阻隔性能和耐腐蚀性。在 Nyquist 图中，Z′ |Z|，达到了 5.37×10 Ω·cm ，表明 WPU/GB1.0 涂层
为阻抗的实部，代表涂层的电阻；Z"为阻抗的虚部， 具有较好的防腐性能。这一结果也表明，WPU/GB1.0
代表涂层的电抗。通常，涂层系统的电容弧直径（电 涂层的耐腐蚀能力更强。结合图 3 中涂层截面 SEM
阻和电抗）越大，表示保护性能越好 [22] 。从图 5 可 图，认为复合涂层防腐性能的提高，得益于 GB 在
以看出，随着浸泡时间的延长，涂层对 Q235 钢的 WPU 体系中均匀分散，充分发挥了 GB 的阻隔性、
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防腐性能因腐蚀性介质（H 2 O、O 2 和 Cl ）的持续渗 高比表面积和疏水性等特点，有效弥补了 WPU 涂
透而受损，Nyquist 图中表现为电容弧的持续减小。 层的缺陷，进而增强了 WPU 基体的阻隔性能和耐
在图 5a 中可以看到，WPU 涂层在浸泡 3 周后，电 腐蚀性。不过少量的 GB 不足以有效弥补 WPU 涂层
容弧直径明显小于第 1 周，并且出现了第二个电容 的缺陷，因此 WPU/GB0.5 相对于 WPU 的防腐性能
弧，表明涂层已被破坏 [22] 。此时，金属基材因为接 的提升不太明显；但是，当 GB 含量为 2.0%时，从
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触到 H 2 O、O 2 和 Cl 等腐蚀因子开始发生腐蚀。在 图 3d 可以看出，GB 在体系中较多团聚，此时二维
图 5c 中可以看到，相对于 WPU 涂层，WPU/GB0.5 材料高比表面积的性能大打折扣，阻隔性减弱；同
涂层的初始电容弧和直径更大，耐腐蚀能力更强； 时，过多的小分子 GB 也会对复合涂层的亲水性和
在质量分数为 3.5%的 NaCl 水溶液中浸泡 4 周后， 致密性造成一定的负面影响。因此，WPU/GB2.0 的
WPU/GB0.5 的 Nyquist 图中才出现第二个明显的电 防腐性能小于 WPU/GB1.0。综上所述，GB 添加量
容弧，表明腐蚀介质已到达涂层与 Q235 钢的接触 为 1.0%时，复合涂层的防腐性能最佳。