Page 32 - 《精细化工》2021年第4期

·666· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

4
2
究结果类似，采用偶联剂改性、疏水化处理或化学 显著高于纯 EP 涂层（1.2×10 Ω·cm ），具有更高的
修饰等均可提高纳米 TiO 2 颗粒在 EP 涂层中的分散 耐腐蚀性能。
效果，大幅度提高涂层的防护性能。此外，在绿色 然而，纳米 ZnO 的高比表面积和高表面化学能
可持续发展的趋势下，涂料行业正面临“油改水” 导致自身极易团聚，从而影响其对 EP 涂层的改性
的大变革，纳米 TiO 2 的超亲水性效应，使其在水性 效果。因此，常需要对纳米 ZnO 进行表面修饰，以
涂料领域有着巨大的应用潜力。因此，为全面而深 提高其在树脂中的分散稳定性。周强等 [29] 通过
入的探究纳米 TiO 2 对水性 EP 树脂涂层的增强机理， KH-550 对纳米 ZnO 进行表面修饰，然后添加到水
研究者们仍需要进行大量系统的研究。 性 EP 中制备复合涂层。结果表明，经 KH-550 改性
后的纳米 ZnO 在 EP 基体中的分散性得到了极大地
3 纳米氧化锌
提升，进而增强了复合涂层的腐蚀防护性能。此外，
改性纳米 ZnO 填料起到了化学交联点的作用，能够
纳米氧化锌（ZnO）因具有催化降解、防迁移、
提高水性 EP 涂层的机械性能，EP 涂层铅笔硬度可
屏蔽紫外线、抗菌防毒、耐老化等特殊性能，被广
泛应用于涂料、化工、光电器件等相关行业 [25-27] 。 达 5H。HU 等 [30] 以过硫酸铵（APS）为氧化剂，通
因此，常将纳米 ZnO 引入 EP 中，通过物理屏障和 过原位聚合法将聚邻甲苯胺（POT）包覆在纳米 ZnO
主动保护两种机制协同增强涂层的防护性能。物理 表面（如图 6 所示，Polyamide 为聚酰胺），以改善
屏蔽机制是指纳米 ZnO 在涂层中可以与 EP 产生牢 纳米 ZnO 与 EP 的相容性。结果表明，POT 膜层显
固的结合，增加涂层致密性，从而阻碍电解质向基 著改善了填料与树脂的相容性，使 ZnO 能够均匀分
体扩散；主动保护机制则是指纳米 ZnO 可以释放 散在 EP 中并堵塞微孔道，同时 POT 的钝化作用能
2+
Zn ，与阴极区域产生的羟基反应形成氢氧化锌沉 够进一步提升 EP 涂层的腐蚀防护性能。电化学测
淀在阴极区域，导致阴极位置堵塞，腐蚀物质无法 量结果表明，与 POT/EP 复合涂层相比，POT/ZnO/EP
进入。此外，无机纳米 ZnO 颗粒还能够显著增强 复合涂层的腐蚀电压（V corr ）降低了约 4 倍，表现
EP 涂层的机械性能。 出更优异的防护性能。除此之外，也常对 EP 进行
采用共混法将纳米 ZnO 直接加入到 EP 涂层中 疏水化处理以改善纳米 ZnO 与树脂的相容性。
是最简单的一种方法。RAJ [28] 通过机械共混将纳米 AMMAR 等 [31] 通过溶液插层法制备 ZnO/EP-聚二甲
ZnO 分散在 EP 中，并研究纳米 ZnO 对 EP 涂层防 基硅氧烷（PDMS）纳米复合涂层。结果表明，纳
腐性能的影响。实验结果表明，在腐蚀过程中，涂 米 ZnO 在 PDMS 改性的 EP-PDMS 树脂中的分散性
层中的纳米 ZnO 颗粒能够在金属表面形成络合物， 明显提高，同时复合涂层具有良好的疏水性，接触
从而阻止金属被进一步腐蚀；同时纳米 ZnO 能够增 角最高可达 128°，腐蚀介质难以对涂层进行润湿。
强 EP 涂层的屏障保护作用，抑制腐蚀介质向涂层 当纳米 ZnO 质量分数为 2.0%时，纳米 ZnO/EP-
中渗透。电化学测试表明，纳米 ZnO/EP 复合涂层 PDMS 复合涂层浸泡 30 d 后，其涂层电阻可达
2
10
2
4
浸泡 15 d 后的电荷转移电阻（R ct ）（4.2×10 Ω·cm ） 1.0×10 Ω·cm 。

图 6 聚邻甲苯胺/纳米 ZnO/EP 复合涂层的合成原理图 [30]
Fig. 6 Schematic preparation of poly(o-toluidine)/nano ZnO/epoxy composite coating [30]

除上述研究之外，科研人员也常将纳米 ZnO 与 了 Co 掺杂 ZnO 的纳米填料，并研究 Co/ZnO 纳米
其他有机和/或无机材料协同使用，进一步提高 EP 填料对 EP 涂层防腐性能的影响。结果表明，掺杂
涂层的防腐性能。ROSTAMI 等 [32] 通过燃烧法合成 Co 粒子后，纳米 ZnO 的缓蚀性能明显增强，在质