Page 28 - 《精细化工》2021年第4期

第 38 卷第 4 期 精 细 化 工 Vol.38, No.4
202 1 年 4 月 FINE CHEMICALS Apr. 2021

综论
纳米氧化物颗粒增强环氧涂层防护性能的研究进展

姚红蕊 1,2 ，毕文雅 1,2 ，姜 岩 1,2 ，齐 舵 1,2 ，王 娜 1,2*

（1. 沈阳化工大学 中西高等材料研究院，辽宁 沈阳 110142；2. 沈阳化工大学 辽宁省特种功能材料合
成与制备重点实验室，辽宁 沈阳 110142）

摘要：纳米氧化物凭借其特殊的尺寸和结构能够有效填补环氧树脂在固化过程中因局部收缩形成的微裂纹和孔
道。同时，纳米氧化物的高硬度等特点还能够显著提高环氧涂层的机械性能，因此其在涂层防护领域得以广泛
应用。该文结合国内外最新研究进展，综述了以二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、氧化铝以及氧化铈为代表的 5
种纳米氧化物的特性及其在环氧涂层中的应用，包括对各类纳米氧化物的结构和性能进行了归纳总结，对不同
氧化物的不同改性效果进行了对比分析，并对涂层防护性能的增强机理进行了详细讨论。最后，对纳米氧化物
在防腐涂层中的未来发展方向进行了展望。
关键词：纳米材料；氧化物；颜填料；环氧树脂涂层；耐腐蚀性能
中图分类号：U177.2 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 04-0662-10

Research progress on protective properties of epoxy
coatings reinforced by nanometer oxides

1,2
1,2
1,2
1,2
YAO Hongrui , BI Wenya , JIANG Yan , QI Duo , WANG Na 1,2*
（1. Sino-Spanish Advanced Materials Institute, Shenyang University of Chemical Technology, Shenyang 110142,
Liaoning, China; 2. Liaoning Provincial Key Laboratory for Synthesis and Preparation of Special Functional Materials,
Shenyang University of Chemical Technology, Shenyang 110142, Liaoning, China）
Abstract: Nano-oxides can effectively fill the microcracks and pores of epoxy resin that formed by local
shrinkage during the curing process due to their special sizes and structures. Besides, their intrinsic high
hardness and other characteristics can significantly improve the mechanical properties of epoxy coating, so
nano-oxides have been widely used in the field of coating protection. Based on the latest research progress
at home and abroad, the characteristics of nano-oxides, such as silica, titanium dioxide, zinc oxide, alumina
oxide and ceria oxide, as well as their applications in epoxy coating are reviewed. The structure and
properties of various nano-oxides are summarized. The different modification effects of different
nano-oxides are compared. Moreover, the strengthening mechanisms of coatings are discussed in detail.
Finally, the future development direction of nano-oxides in anti-corrosive coatings is prospected.
Key words: nanomaterials; oxides; pigments and fillers; epoxy coatings; anticorrosion property

环氧树脂（EP）具有良好的黏结性能、机械性 物等，这类纳米氧化物因其特殊的尺寸和结构，呈
能、化学稳定性，以及收缩率低、易加工成型、成 现出许多独特的物理和化学性质，常作为颜填料添
本低廉等特点，被广泛应用于防腐涂层领域 [1-3] 。环 加到环氧树脂涂层中，可以显著增强涂层的力学性
氧树脂涂层的主要成分为环氧树脂及其固化剂，辅 能和防腐性能。纳米氧化物颗粒增强环氧涂层防护
助成分有助剂、颜填料等。典型的纳米氧化物有二 性能的机理主要有两点：一是凭借自身小尺寸的特
氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锌以及稀土氧化 点有效填补环氧树脂固化过程中因局部收缩形成的

收稿日期：2020-08-27; 定用日期：2020-10-27; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200797
基金项目：国家自然科学基金（51973124）；国家重点研发计划“科技冬奥”（2019YFF0302004）；2019 年度教育部“春晖计划”合作科
研项目；辽宁省-沈阳材料科学国家研究中心联合研发基金项目（2019JH3/30100015）；辽宁“百千万人才工程”项目（辽人社函〔2020〕
78 号）；辽宁省教育厅科学研究项目青年项目（LQ2017007）；辽宁省博士科研启动基金指导计划（20170520178）
作者简介： 姚红蕊（1991—），女，讲师，E-mail：hongruiyao@syuct.edu.cn。联系人：王 娜（1977—），女，教授，E-mail：iamwangna@sina.com。