Page 20 - 《精细化工》2023年第6期
P. 20
·1170· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷
–
MIRZAKHANZADEH 等 [69 ] 以聚磷酸锌铝 释放可通过与海水介质中所含的 Cl 交换而触发 [75] 。
(ZAPP)和 2-巯基苯并咪唑(MBI)作为协同缓蚀 NGUYEN 等 [76] 通过共沉淀法制备了 2-苯并噻
体系制备溶剂型环氧聚酰胺涂层。EIS 结果表明, 唑基硫代琥珀酸(BTSA)和苯甲酸(BZ)两种缓
在质量分数为 3.5%的 NaCl 水溶液中浸泡 70 d 后, 蚀剂嵌层的水滑石,并将其加入到无溶剂环氧涂料
6
2
纯环氧涂层的低频阻抗模量降至 1×10 Ω·cm 以下, 中制备防腐涂层(HT-BTSA/EP 和 HT-BZ/EP)。由
而掺杂协同缓蚀体系的涂层低频阻抗模量仍高于 盐雾实验可知,BZ 改性水滑石(HT-BZ)的掺杂明
2
10
1×10 Ω·cm ,比纯环氧涂层高 4 个数量级,显著提 显降低了涂层划痕处的锈蚀蔓延速率(图 11),提高
高了环氧涂层的耐蚀性能。 了环氧涂层的耐蚀性能。EIS 结果表明,在 0.5 mol/L
然而,直接将有机缓蚀剂掺杂至涂层中,往往 的 NaCl 溶液中浸泡 56 d 后,涂层的低频阻抗模量
2
8
会出现有机缓蚀剂过早泄漏及涂层与有机缓蚀剂之 仍高于 1×10 Ω·cm ,高出纯环氧涂层至少 1.5 个数量
间发生不良相互作用的问题 [70] ,产生涂层易起泡、 级。同时,HT-BZ/EP 涂层的附着力强度(3.4 MPa)
耐腐蚀性降低、力学性能变差等不利影响,导致涂 也较纯 EP 涂层(2.4 MPa)有大幅度提升。
[4]
层的长期防护能力变差 。
3.2 封装固定法
相比于直接掺杂法,用微/纳米容器在掺杂有机
缓蚀剂前对其进行封装固定很大程度上避免了有机
缓蚀剂对涂层造成的性能损伤 [71] ,可通过触发特定
的引发条件(温度、pH、涂层结构损伤等)实现有
机缓蚀剂在涂层中的可控释放,改善了涂层的稳定
性和均匀性,最终提高了涂层的长期耐腐蚀能力 [72] 。
目前,针对有机缓蚀剂进行封装固定的微/纳米
容器种类繁多、分类标准不一。按化学成分微/纳米
容器可划分为无机微/纳米容器和有机微/纳米容器。
3.2.1 无机微/纳米容器
无机微/纳米容器主要是指含有多孔结构的无 图 11 EP 涂层(a)、HT/EP 涂层(b)、HT-BTSA/EP 涂
机微粒,如介孔二氧化硅、层状双金属氢氧化物、 层(c)和 HT-BZ/EP 涂层(d)进行 96 h 盐雾实
验后的照片 [76]
碳基材料、金属氧化物等。
Fig. 11 Photographs after 96 h exposure to salt spray test
3.2.1.1 介孔二氧化硅 of EP coating (a), HT/EP coating (b), HT-BTSA/
介孔二氧化硅纳米粒子具有较高的比表面积和 EP coating (c) and HT-BZ/EP coating (d) [76]
较大的孔体积,对缓蚀剂分子负载量大,同时具有
3.2.1.3 碳基材料
优异的生物相容性、热稳定性以及机械稳定性,其
碳基纳米结构具有良好的力学性能、优异的化
表面含有大量羟基,便于进行表面化学改性,是目 学特性以及可调控的表面环境,可以很好地应用于
前研究最多、应用最广泛的一种纳米容器 [73] 。 涂层中。碳纳米球、碳纳米管、氧化石墨烯纳米片
张展等 [74] 将有机缓蚀剂葡萄糖酸锌通过浸渍法
和纳米金刚石是一些常见的碳基纳米材料 [77] 。
对介孔分子筛 MCM-41 进行改性得到缓蚀颗粒,并 RAHMANI 等 [78] 采用十二胺(DDA)作为有机
与环氧树脂混合制备具有自修复功能的复合环氧涂
缓蚀剂对热氧化纳米金刚石(OND)进行非共价改
层。结果表明,基于分子筛中葡萄糖酸锌的自主释 性,并将十二胺改性后的热氧化纳米金刚石(DND)
2+
放,Zn 可在阴极生成难溶性氢氧化锌,从而抑制 添加至环氧树脂中制备 EP-DND 防腐涂层。EIS 结
电化学反应的进行,同时,金属基体表面的吸附膜 果表明,EP-DND 涂层在质量分数为 3.5%的 NaCl
可阻碍腐蚀介质的侵蚀,双重作用下提高了涂层对 水溶液中浸 泡 30 d 后的低频阻抗模量仍高于 1×
金属的保护性能。 10 Ω·cm ,高出 EP-OND 涂层 1 个数量级以上,
2
7
3.2.1.2 层状双金属氢氧化物 比纯环氧涂层高 2 个数量级以上。同时,表面
水滑石由于其自身的层状结构和主体层板带有 改性还可增强纳米金刚石(ND)的疏水性能,使其
正电荷的特殊性质,可用于诱捕阴离子缓蚀剂,避 与非极性溶剂和聚合物基体具有良好的相容性。
免交联反应中缓蚀剂与涂层之间的不良相互作用。 3.2.1.4 金属氧化物
用水滑石作为缓蚀剂微/纳米容器时,缓蚀剂的自主 金属氧化物纳米材料具有尺寸小、比表面积大、