Page 205 - 《精细化工》2022年第4期

第 4 期 陈虹雨，等: 氨基化氧化石墨烯/磺化聚苯胺的制备及在水性环氧防腐涂料的应用 ·841·

2.4 SEM 分析 至钢材基体需要更长的时间，达到更好的防腐效果。
图 4 是 EP、PANI/PG-EP 和 SPG/EP-2 胶膜的 2.7 涂层的物理性能分析
SEM 图。由图 4a 可见，EP 胶膜上有较大的孔洞， 表 2 是 PG/EP、PANI/PG-EP 和 SPG/EP-1~3 涂
这些孔洞会使腐蚀因子快速进入钢材基体，造成严 膜的附着力、硬度和吸水率测试结果。从表 2 可知，
重腐蚀；由图 4b 可见，PANI/PG-EP 胶膜上的孔洞 PANI/PG-EP 和 SPG/EP-1~3 涂膜的附着力均为 0 级，
变小，说明 PG/PANI 的添加能填补孔洞，但因其分 较难从钢材上剥离；PANI/PG-EP 和 SPG/EP-1~2 的
散性较差，易团聚，不能完全填补上孔洞；由图 4c 硬度可达 2H，具有抵抗外界碰撞、刮擦等外界损坏
可见，SPG/EP-2 胶膜几乎没有孔洞的存在，说明 的能力；SPG/EP-2 涂膜的吸水率从 PG/EP 的 13.26%
SPG 能很好地分散在环氧涂层中，孔洞的消失能阻 降低到 4.95%，吸水率降低能提高防腐性能。SPG/
碍腐蚀因子的侵入。 EP-3 涂膜的物理性能下降是因为当 SPG 添加量达
到一定值时，填料会在环氧涂层中发生团聚，分散
不 均匀。相 较于 PG/EP 涂层， PANI/PG-EP 和
SPG/EP-1~2 涂膜的物理性能均有所提高。其中，
PANI/PG-EP 涂膜的吸水率明显高于 SPG/EP-1~3 涂
膜，说明添加 SPG 后的涂膜防腐效果更佳。

图 4 EP（a），PANI/PG-EP（b）和 SPG/EP-2（c）胶膜 表 2 PG/EP、PANI/PG-EP 和 SPG/EP-1~3 复合涂层的物
的 SEM 图 理性能
Fig. 4 SEM images of EP (a), PANI/PG-EP (b) and SPG/ Table 2 Physical properties of PG/EP, PANI/PG-EP and
EP-2 (c) SPG/EP-1~3 composite coatings

2.5 溶解性分析 样品 附着力/级 硬度 吸水率/%
PG/EP 1 1H 13.26
通过离心法测试 SPG 复合材料的溶解性，通过
PANI/PG-EP 0 2H 9.48
公式（1）计算得到溶解度大小（3 组平行实验取平
SPG/EP-1 0 2H 6.39
均值）。PG、PG/PANI、SPG 的溶解度分别为 5.03%、
SPG/EP-2 0 2H 4.95
10.63%、15.17%，说明 SPG 在水中的溶解性最佳。 SPG/EP-3 0 1H 5.33
2.6 水接触角分析
图 5 是 Q235 电极、EP、PANI/PG-EP 和 SPG/ 2.8 电化学测试分析
EP-1~3 的水接触角图。图 5a 是裸 Q235 钢基体， 2.8.1 涂层的 Tafel 表征
水接触角仅为 69.6°；图 5b 中 EP 的水接触角为 图 6 是 EP、GO/EP、PG/EP、PANI/PG-EP 和
84.9°；图 5c 为 PANI/PG-EP 复合涂层，水接触角为 SPG/EP-1~3 涂覆的马口铁浸泡在质量分数 3.5%
89.5°；图 5d~f 为 SPG/EP-1~3 复合涂层，水接触角 NaCl 溶液中 72 h 的室温极化曲线；表 3 是电化学参
均大于 90°。 数腐蚀电流密度（i corr ）、腐蚀电压（E corr ）和缓蚀效
率（η，%）数据。表 3 中的数据是利用 CHI660E
电化学分析仪软件对阳极曲线和阴极曲线进行拟
合，将得到的两条拟合直线进行外推法使其相交，
交点即为 i corr 和 E corr 。缓蚀效率根据下式计算。
i 0 i 
 /%  corr 0 corr  100 （3）
i corr
式中：η 为缓蚀效率，%；i corr 为待测样品的腐蚀电

0
2
图 5 裸 Q235 电极（a）、EP（b）、PANI/PG-EP（c）和 流密度，nA/cm ；i corr 为无涂层马口铁的腐蚀电流
2
SPG/EP-1~3（d~f）的接触角 密度，nA/cm 。
Fig. 5 Contact angles of bare Q235 electrode (a), EP (b), 从表 3 可知，相较于裸 Q235 钢，EP、GO/EP、
PANI/PG-EP (c) and SPG/EP-1~3 (d~f)
PG/EP、PANI/PG-EP 和 SPG/EP-1~3 复合涂层的腐
上述结果说明，PANI/PG-EP 和 SPG/EP-1~3 复 蚀电压逐渐提高，腐蚀电流密度逐渐降低，腐蚀效
合涂层表面均能增大水接触角，使其涂层具有疏水 率逐渐提高。相比于 EP 涂层，SPG/EP-2 复合涂层腐
2
2
性。其中，SPG/EP-2 复合涂层的疏水性最优，更好 蚀电流密度从 EP 的 1080 nA/cm 降低到 307 nA/cm ，
地避免腐蚀离子的侵蚀，使腐蚀介质和水分子扩散 腐蚀电压从 EP 的–0.840 mV 增大到–0.347 mV，腐