Page 30 - 《精细化工》2021年第4期

·664· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

间的结合强度，且 PPy 和 SDS 能够促进铁基体的钝 再由 N-(β-氨基乙基 )-γ-氨基丙基 三甲氧基硅 烷
化，显著提高复合涂层的腐蚀防护性能。盐雾实验 （Z-6020）对 GO-SiO 2 纳米填料进行修饰。结果表
表明，SiO 2 -PPy-SDS/EP 复合涂层在浸泡 840 h 后， 明，与纯 EP 涂层相比，添加 GO-SiO 2 纳米填料更
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其阻抗值仍可以达到 1.0×10 Ω·cm 。除了在纳米 有利于提高 EP 涂层耐腐蚀性能（如图 2 所示）。这
SiO 2 表面负载缓蚀剂外，还可以将其与石墨烯等二 主要是因为 GO-SiO 2 填料的加入能够有效延长腐蚀
维材料复合使用，协同提高涂层的阻隔性能。 介质向涂层/基体界面扩散的路径，同时在界面处
BOUIBED 等 [14] 以 TEOS 为硅源，通过共价键作用 形成 Si—O—Fe 共价键，增强 EP 与基体的界面结
在氧化石墨烯（GO）纳米片表面成功合成纳米 SiO 2 ， 合力。

图 2 纯 EP 涂层（a）、GO/EP 涂层（b）和 GO-SiO 2 /EP 涂层（c）的防腐机理图 [14]
Fig. 2 Schematic representation of anticorrosion mechanism of neat epoxy coating (a), GO/epoxy coating (b) and GO-SiO 2 /
epoxy coating (c) [14]

从目前的研究可以看出，纳米 SiO 2 对 EP 涂层 面超亲水效应、紫外线屏蔽效应以及光催化活性等
防护性能的提高主要归因于纳米尺寸结构特征和自 多种特性 [15-17] 。因此，纳米 TiO 2 成为近年来发展较
身优异的机械性能。然而，如何保证纳米 SiO 2 颗粒 快的一种无机纳米材料，常被引入到 EP 树脂中来
在 EP 中的均匀分散以及其与 EP 间良好的界面作用 提高涂层的防护性能。
仍然是一个难题。常用的方法是在 SiO 2 表面引入功 WANG 等 [18] 对比研究了纳米 TiO 2 和介孔型纳
能化基团，提高其与 EP 的相容性，从而实现均匀 米 TiO 2 对 EP 涂层防护性能的影响。结果表明，相
分散。此外，不同形态的颜填料对涂层的物理性质 较于纯 EP 涂层，两种结构的纳米 TiO 2 对 EP 涂层防
影响不同，如球状颗粒易与有机涂层发生物理或化 护性能均有所提升，特别是介孔型纳米 TiO 2 （如图
学交联反应提高涂层的附着力，片状颜填料可大幅 3 所示,其中 nano-TiO 2 /MTW 为通过模板法制备的纳
增加涂层的物理屏蔽作用。因此，在纳米 SiO 2 功能 米二氧化钛）。
化的过程中，可以考虑将其与其他纳米材料复配，
协同提高涂层的防护性能。目前，关于纳米颗粒对
EP 涂层性能的协同作用机理的报道还较少。

2 纳米二氧化钛

纳米二氧化钛（TiO 2 ）是一种 N 型半导体材料，
其晶格中 Ti—O 键的距离很小且不等长，导致纳米
TiO 2 表面吸附的水会因极化发生解离形成羟基。这 图 3 介孔纳米 TiO 2 防腐机理图 [18]
Fig. 3 Schematic representation of anticorrosion mechanism
些表面物理化学性质使纳米 TiO 2 具有颜色效应、表 of mesoporous TiO 2 epoxy coating [18]