Page 19 - 《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 ·1633·

境无危害的生物基材料来改性环氧防腐涂层等。 结果表明，GO 添加量为 3%（以涂层总质量为基准）
4.1 导电聚合物改性环氧防腐涂层 的 GO/PANI 环氧涂层具有最佳的防腐性能，其 R p
导电聚合物是指在碳骨架中具有共轭电子体系 较纯 EP 涂层提升了 2 个数量级，E corr 从纯 EP 涂层的
的聚合物材料 [52] ，因其具有与金属和无机半导体相 –0.704 V 提高到–0.368 V，在奈奎斯特曲线中也具有
当的光学和电学性能，又被称为合成金属，主要应 最大的电容环半径，PANI 的金属钝化作用和 GO 的
用于超级电容器、防腐涂层和燃料电池等领域 [53-54] ， 良好阻隔性能协同推动了涂层耐蚀性的提高。FAN
常见的导电聚合物为聚苯胺（PANI）及其衍生物、 等 [56] 通过原位氧化聚合在二氧化铈（CeO 2 ）纳米棒
聚吡咯（Ppy）和聚噻吩（PTH）。导电聚合物改性 表面涂覆 PANI，制备了 CeO 2 -PANI 导电聚合物复
环氧防腐涂层的防腐机理是：导电聚合物通过其自 合胶囊（图 9），以 WEP 为基体制备防腐涂层。对
身的强氧化特性，将金属基材氧化并在其表面形成 所有涂层在电解质溶液中浸泡 1~30 d 后的电化学数
钝化保护层，钝化层可以封闭金属表面，阻断金属 据进行分析。结果表明，浸泡 30 d 后，CeO 2 -
表面与腐蚀介质的接触。该涂层独特的导电性能和 PANI/WEP 涂层仍然显示出一个大的半圆形电容
阳极抑制机制使其在船舶、海上石油开采、海港等 弧，其相位角和阻抗模量显著高于其他涂层，表明
防腐维护中应用广泛。 CeO 2 -PANI 对涂层的阻隔性能影响较大。粗糙的导
YANG 等 [55] 采用原位聚合法制备了 GO/PANI 纳 电聚合物复合微胶囊更易在涂层中相互堆叠形成
米复合材料，将其加入 EP，通过调控 GO 添加量来 “纤维网络”，阻断腐蚀介质的渗透，且 PANI 可以
制备不同的环氧防腐涂料。EIS 和动电位极化测试 在金属表面形成致密的钝化膜，抑制金属腐蚀。

图 9 CeO 2 -PANI 导电聚合物微胶囊的合成机理 [56]
Fig. 9 Synthesis mechanism of CeO 2 -PANI conductive polymer micro-capsules [56]

4.2 生物基材料改性环氧防腐涂层 可持续发展战略的推进，生物基环氧涂层将成为未
传统溶剂型 EP 中挥发性有机化合物（VOC） 来研究的热门领域。
含量高，对环境和人类健康有害 [57] ；而 WEP 固化 WANG 等 [58] 利用生物乙醇分馏工艺提取酶水
过程中极易收缩，对金属表面附着力不佳，且极为 解木质素（EHL）中低分子量级分，将提取产物
亲水，在潮湿条件下防腐性能大幅降低。相比之下， （BFL）直接环氧化制备新型环氧树脂（LEp），将
生物基材料环境污染小、可再生，可在不削弱涂层 不同质量比的 LEp 和环氧树脂（E44）混合后制备
性能的前提下实现涂层的环保化转变。从植物油等 防腐涂层，对涂层的附着力进行测试。结果发现，
生物介质中获得的，如木质素、松香、大豆油和亚 纯 E44 涂层、含质量分数为 20% LEp 的混合涂层和
麻籽油等材料单体，大部分都含有 C==C 双键，可 含质量分数为 40% LEp 的混合涂层均具有出色的黏
作为环氧化反应位点，制备高性能生物基环氧防腐 合性能，可以有效抑制腐蚀的蔓延；而过高质量比
涂层。生物基材料改性环氧防腐涂层具有广泛的应 的 LEp 会削弱涂层黏附力，导致涂层脱落。EIS 测
用前景，随着涂料行业的需求增长，以及全球绿色 试结果表明，含质量分数为 20% LEp 的混合涂层具