Page 208 - 《精细化工》2021年第10期

·2138· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

由图 7a 可知，在浸泡前 WPU、WPU/GB0.5、 过不同用量（0.5%、1.0%和 2.0%）GB 改性后，WCA
WPU/GB1.0 和 WPU/GB2.0 的附着力分别为 5.52、 分别增加到 96.5°、103.5°和 101.0°。显然，GB 可以
5.25、5.21 和 5.46 MPa。在质量分数为 3.5%的 NaCl 增大 WPU 复合涂层的水接触角。图 8b 显示了各个
水溶液浸泡 5 周后，WPU、WPU/GB0.5、WPU/GB1.0 涂层的吸水率，其结果与水接触角的变化趋势一致。
和 WPU/GB2.0 的附着力分别下降至 4.55、4.51、4.80 单纯的 WPU 涂层的吸水率最高，达到 4.21%；经
和 4.92 MPa。图 7b 为所有涂层的附着力损失率，附 GB 改性后，WPU/GB0.5、WPU/GB1.0 和 WPU/
着力损失率计算方法如式（2）所示： GB2.0 的吸水率均明显下降，分别为 3.06%、2.66%
P  P 和 2. 68%。其中，WPU/GB1.0 的吸水率最小。复合
附着力损失率 /%  1 2  100 （2）
P 1 涂层的吸水率均小于单纯 WPU 涂层的吸水率。综
式中：P 1 为涂层在质量分数为 3.5% NaCl 水溶液浸 上可知，复合涂层 WCA 和吸水率的变化趋势均表
泡前的附着力，MPa；P 2 为涂层浸泡 5 周后的附着 明，GB 可以增强 WPU 涂层的耐水性，并且当 GB
力，MPa。 添加量为 1.0%时，复合涂层的耐水性能最佳。这种
从图 7b 可以看出，浸泡前后 WPU 涂层附着力 现象可以解释为疏水性 h-BN 含量的增加，使得复
损失率最大（17.57%），而 WPU/GB 复合涂层的附 合涂层的亲水性减弱；但随着 GB 添加量的增大，
着力损失率均小于单纯的 WPU 涂层。其中，WPU/ 过多亲水性的小分子 GB 会增强复合涂层的亲水
性，同时还会一定程度上减弱涂层成膜的致密程度。
GB1.0 复合涂层的附着力损失率最小（7.87%），仅
因此，造成 WPU/GB2.0 的耐水性能比 WPU/GB1.0 弱。
为 WPU 涂层附着力损失率的 44.79%。表明 GB 增
2.7 涂层的热稳定性
强了 WPU 的阻隔性能，可有效防止腐蚀性介质渗
图 9a 为涂层的 TG 曲线，图 9b 和 c 分别为图
透到基体中，进而避免了涂层和 Q235 基材表面的
分离 [25] 。 9a 在失重 5%对应温度（T 5% ）和失重 50%对应温度
（T 50% ）的局部放大图；表 2 为复合涂层的热性能
2.6 涂层的耐水性能
参数。从表 2 可以看出，在失重 5%时，复合涂层的
涂层的吸水率和表面水接触角是表征耐水性能
T 5% 均比 WPU 涂层有所提高。其中，WPU/GB1.0 的
的常用方法。一般来说，水接触角最大和吸水率最
T 5% 比 WPU 提高了 4.77 ℃。在失重 50%时，
小则表示涂层的耐水性最强。复合涂层的水接触角
WPU/GB1.0 的 T 50% 比 WPU 明显提高。但是，
（WCA）和吸水率如图 8 所示。
WPU/GB2.0 的 T 50% 却比 WPU 还低。结合图 1b 可知，
这主要是由于 WPU/GB2.0 中较多的 PG 在 400 ℃
前大量失重造成的。总的来说，当 GB 添加量为 1.0%
时，涂层的热稳定性最好。

图 8 不同涂层的水接触角（a）和吸水率（b）
Fig. 8 Water contact angles (a) and water absorption (b) of
different coatings

从图 8a 可以看到，WPU 的 WCA 为 78.5°。经