Page 15 - 《精细化工》2023年第8期

第 8 期 黄小庆，等: 功能型环氧树脂基防腐涂层的研究进展 ·1629·

为 0.4% FSiO 2 -MXene 的 WEP 涂层（4-FSM/WEP） NaCl 水溶液中浸泡 21 d 后，其 R p 仍能维持在
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仍保持低摩擦系数，具有最佳的耐磨性能。电化学 1×10 Ω·cm 左右，相位角保持在 87°。该涂层优异
测试（图 4b 和 c）结果表明，4-FSM/WEP 涂层具 的防腐性能归功于混合填料的高稳定性及其与 EP
有长期高效的防腐性能，在质量分数为 3.5%的 基体的良好相容性。

图 4 C-MXene@LDH 复合涂层磨损后的横截面轮廓（a） [31] ；FSM/WEP 涂层在质量分数为 3.5%的 NaCl 水溶液中浸泡 21

d 后的 Nyquist 图（b）；FSM/WEP 涂层在质量分数为 3.5%的 NaCl 水溶液中浸泡 21 d 后的波特和相位角图 （c） [32]
Fig. 4 C-MXene@LDH cross-sectional profile of wear tracks of composite coatings (a) [31] ; Nyquist plots of FSM/WEP coatings
after soaking in mass fraction 3.5% NaCl solution for 21 d (b); Bode and phase angle plots of FSM/WEP coatings after
soaking in mass fraction 3.5% NaCl solution for 21 d (c) [32]

2 超疏水型环氧防腐涂层 超疏水涂层。将 EP 涂覆在具有多孔结构的物质上
制备高渗透型 EP（图 5a），同时进行纳米金刚石
超疏水材料是基于对自然界具有优异拒水能力 （ND）的氟化（图 5b），将氟化纳米金刚石（FND）
的动植物观察而合成的一种新型材料，当材料表面 悬浮液喷涂在改性 EP 上制备了 EP-FND 超疏水防腐
的水接触角（CA）>150°、水滑动角（SA）或接触 涂层（图 5c）。EP 具有高渗透性，可以穿透基材中
角迟滞（CAH）<10°时，被视为超疏水材料 [33] 。通 的小孔隙和裂缝并原位加固，具有超高硬度的疏水
过对荷叶表面进行研究发现，液滴在荷叶表面的滚 性 FND 牢固地黏附在涂层表面，为涂层表面提供了
动和滑落可以有效除去污染物，起到自清洁作用。 超疏水性和耐磨性。
在金属防腐领域，具有良好的防污性、自清洁性的 2.2 性能
超疏水材料与具有优异机械性能和化学稳定性的 2.2.1 润湿性
EP 相结合，可以有效提升涂层的防腐性能。目前， 润湿性即液体保持与基质表面接触的能力 [37] ，
超疏水型环氧防腐涂层多使用长链烷烃或者氟化物 大多数评估涂层润湿性的方法都依赖于对液体和涂
等低表面能物质对 EP 进行修饰，超疏水型环氧防 层表面接触角的测量。接触角>150°，则涂层具有良
腐涂层的防腐机理是：一方面超疏水材料的自清洁 好的疏水性；接触角<60°，则涂层具有良好的亲水
作用可以带走部分腐蚀介质；另一方面超疏水材料
性。润湿性是评价超疏水涂层性能好坏的关键依据。
表面凹槽中的空气可以充当屏障，堵塞腐蚀性介质 MAO 等 [38] 研究了含有疏水性碳纳米管-二氧化
与金属基材之间的接触途径 [34] 。超疏水型环氧防腐 硅（CNT-SiO 2 ）的环氧涂层的润湿性，用全氟辛基
涂层多用于重防腐领域，在水面舰艇、鱼雷等海军
三甲氧基硅烷（POTS）改性 CNT，与 EP 和 SiO 2
装备表面处理方面有较大的应用价值。 在乙酸乙酯中共混，制备超疏水型环氧防腐涂层，
2.1 制备
通 过测量涂 层的接触 角来评估 其润湿性 。
在超疏水型环氧防腐涂层的制备过程中，常用
CNT-SiO 2 /EP 涂层的水接触角（CA）随磨损次数发
的制备方法包括模板法、电化学沉积法和蚀刻法，
电化学方法因其绿色环保、工艺简单、经济高效等 生变化，当磨损次数增加到 1000 次时，涂层的 CA
[39]
优点被广泛运用。WANG 等 [35] 以无水乙醇作为电解质 只降低 15°，仍具有良好的疏水性。LIU 等 采用
电沉积法对高岭土进行了疏水性改性，将疏水性高
溶液，采用电化学沉积法对硅藻土进行超疏水改性，
获得粒径均匀的十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS） 岭土粉末与 EP（E-51）和聚二甲基硅氧烷（PDMS）
改性硅藻土粉末，将该粉末添加至间二甲苯分散的 混合，通过喷涂法将其涂覆在镁合金表面。通过测
EP 基体中，高温固化制得超疏水 HDTMS 改性硅藻 定 CA，探究高岭土质量分数对涂层润湿性的影响
土/EP 复合涂层。超疏水粉末与 EP 结合制备的涂层 （图 6a）。结果表明，随着高岭土质量分数从 60%
较其他涂层具有强大的附着力、良好的稳定性、自 增加到 120%，CA 在 155°左右波动；而当高岭土质
清洁性和高防腐效率。ZHANG 等 [36] 利用氟化纳米 量分数增到 140%时，CA 明显降低。过量高岭土会
金刚石（FND）和 EP 与糠醛和丙酮的反应，制备了 导致疏水材料产率降低，抑制涂层疏水性。