Page 207 - 《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
的照片。由图 8 可见，盐雾处理 30 d 后，EP 涂层
划痕周围有大量清晰可见的气泡和腐蚀产物，这是
因为涂层在固化时产生的缺陷（微孔和裂缝），使其
涂层阻隔性能变差，降低了防腐性能。相比于 EP，
添加 GO 使涂层划痕处腐蚀产物和气泡数量减少，
图 8 EP、GO/EP、PG/EP、PANI/PG-EP 和 SPG/EP-1~3 涂覆的马口铁在盐雾实验 3、15 和 30 d 的照片
Fig. 8 Photographs of EP, GO/EP, PG/EP, PANI/PG-EP and SPG/EP-1~3 coated tinplates after salt spray text for 3, 15 and 30 d
2.10 防腐机理
SPG 复合材料能稳定分散达 30 d 且溶解性较
好，是因为将 PEI 功能化修饰在 GO 片层结构上，
削弱了 GO 中片层之间存在范德华力而引起团聚的
现象，且 PEI 的添加使 SPANI 存在于弱碱条件下，
使其稳定性和抗降解性增强 [23] ，故 SPG 复合材料能
较好地填补 EP 在固化过程中形成的缺陷（微孔或
裂缝），达到较好的防腐效果。SPG 复合材料防腐涂
层疏水性有所提高是因为 SPANI 自身稳定性和导电
性较优异，能使金属失活，可帮助 EP 涂层在钢表
面的均匀形成，且具有磺酸基团，水溶性很强
能均匀分散在水性环氧树脂中，疏水性的提高可减
少钢材与腐蚀介质之间的接触，增强防腐性能。电
化学和盐雾测试表明，SPG 复合材料防腐涂层的防
腐性能有显著提高，因为 PG 和 SPANI 之间存在较
强的 π-π*相互作用，使 SPG 复合材料处于稳定状态，
且 PG 表面的活性位点与 SPANI 表面的功能磺酸基
团具有协同作用，有利于 PG 在溶剂中的分散，能
形成物理屏障有效阻止电解质的侵入。
3 结论
（1）通过 FTIR 和 XRD 表征证明 SPANI 和 PG
成功复合，且 XRD 结果表明，磺化聚苯胺的加入可
增大 PG 的层间距。
（2）通过水分散性、溶解度和水接触角测试表
明，PG/PANI 材料静置 30 d 会发生沉降现象，溶解
度为 10.63%，接触角为 89.5°；而 SPG 复合材料不会
出现沉降，溶解度可达 15.17%，水接触角为 106.2°。
·843·
添加 PG 和 PG/PANI 的涂层表面已无气泡和明显的
腐蚀产物，添加 SPG 的涂层表面无气泡，腐蚀产物
最少。其中，添加 2% SPG 的涂层，腐蚀产物最少，
防腐性能最佳。
（3）添加 2% SPG 的复合涂层，Nyquist 曲线显
示出较大的阻抗半径，腐蚀效率可达 99.19%，与
PANI/PG-EP 涂层相比，SPG/EP-2 涂层的低频阻抗
2
值为|Z| 0.01 Hz =1.07×10 Ω·cm ，提高了约 1 个数量级；
5
腐蚀电流密度从 396 nA/cm 减小至 307 nA/cm ；腐
2
2
蚀电压从–0.547 mV 升高至–0.347 mV。
（4）添加 2% SPG 的水性环氧涂层在盐雾实验
中保持 30 d 无气泡，轻微生锈，且该涂层具有极佳
的物理性能（附着力 0 级、铅笔硬度 2H、吸水率
4.95%）。综上可知，磺化后的复合涂层的防腐性能
[24] ， 有所提高。其中，添加 2% SPG 的水性环氧涂层耐
腐蚀性和理化性能最优，使钢构涂层可以达到长期
防腐的效果。
（5）研究结果表明，添加的纳米材料在涂层中
的分散性对防腐性有至关重要的影响。未来可继续
对纳米材料分散性进行研究，也可从涂层的附着力、
导电性等方向研究水性环氧涂层的防腐性能。
参考文献：
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