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常見(jiàn)水性涂料的解析——水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料
水性環(huán)氧樹(shù)脂是指環(huán)氧樹(shù)脂以微?；蛞旱蔚男问椒稚⒃谝运疄檫B續(xù)相的分散介質(zhì)中配得的穩(wěn)定分散體系。環(huán)氧樹(shù)脂固化后改變了原來(lái)可溶可熔的性質(zhì)，變成不溶不熔的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而顯示出優(yōu)異的性能，例如適應(yīng)能力強(qiáng)，附著力強(qiáng)，固化后的涂膜耐腐蝕性和耐化學(xué)藥品性能優(yōu)異，并且涂膜收縮小、 硬度高、耐磨性好、電氣絕緣性能優(yōu)異等。
環(huán)氧樹(shù)脂涂料通常用于保護(hù)金屬在腐蝕性環(huán)境中不被腐蝕。然而，純環(huán)氧樹(shù)脂涂層直接應(yīng)用于金屬防腐時(shí)，其緊密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生微孔和裂紋，導(dǎo)致涂層脆性斷裂，從而降低了涂層的力學(xué)性能?？朔@一問(wèn)題的策略是通過(guò)在環(huán)氧樹(shù)脂涂層中添加納米黏土材料來(lái)改性涂層。HUA等采用水熱法與硅烷偶聯(lián)劑改性蒙脫石( APTES@MMT) 再結(jié)合氧化石墨烯(GO)制備了改性蒙脫石/氧化石墨烯(AM@GO)復(fù)合材料。研究了復(fù)合涂層的疏水性和防腐性能,并與環(huán)氧涂層進(jìn)行了比較。研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合涂層(AM@GO/EP)比環(huán)氧涂層(EP)具有更大的接觸角和更光滑的表面。LIN等分別用含氨基的3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和環(huán)氧封端的3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)對(duì)氟化石墨烯(FG)進(jìn)行了改性。再用FG和硅烷改性的FG來(lái)分別對(duì)環(huán)氧涂層進(jìn)行改性,并系統(tǒng)地研究了改性后涂層的耐腐蝕性能和防腐機(jī)制。
EP涂層內(nèi)部有很多裂紋,腐蝕介質(zhì)很容易穿透缺陷部位,**終到達(dá)鋁基板表面形成腐蝕產(chǎn)物。氟化石墨烯改性環(huán)氧涂層FG/EP中,FG作為填料添加到環(huán)氧涂料中形成“迷宮”式的防腐結(jié)構(gòu),延長(zhǎng)了腐蝕介質(zhì)在整個(gè)涂料中的擴(kuò)散路徑。然而,FG在環(huán)氧涂層中的分散性較差,從而降低了涂層的保護(hù)效果。LIN等用硅烷偶聯(lián)劑(APTES和GPTMS)對(duì)FG進(jìn)行了改性,制備了AFG/EP和GFG/EP涂層，AFG/EP和GFG/EP涂層不僅由于“迷宮效應(yīng)”延長(zhǎng)了腐蝕介質(zhì)的擴(kuò)散路徑,而且由于形成了三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),增強(qiáng)了腐蝕介質(zhì)的抗?jié)B透能力。研究發(fā)現(xiàn),硅烷偶聯(lián)劑的加入可以***改善FG的分散性,增強(qiáng)FG與環(huán)氧樹(shù)脂之間的界面,從而增強(qiáng)了層狀材料的阻隔效果。由電化學(xué)和摩擦學(xué)分析表明,APTES改性的FG(AFG)涂層比GPTMS改性的FG(GFG)涂層表現(xiàn)出更好的防腐性能,這歸因于其交聯(lián)密度和阻隔性能的提高。
ZHU等通過(guò)水熱法成功合成了ZnO和GO的質(zhì)量比分別為1:3、1:1和4:1的氧化鋅-還原氧化石墨烯(ZnO-RGO)納米復(fù)合材料(Z3R、ZR和Z4R),并將這些納米復(fù)合材料添加到水性環(huán)氧樹(shù)脂(WEP)中。使用電化學(xué)阻抗譜、塔菲爾曲線和鹽霧等實(shí)驗(yàn)研究了Z3R、ZR和Z4R的耐蝕性能對(duì)WEP涂層耐蝕機(jī)制的影響,結(jié)果表明:ZR/WEP和Z3R/WEP涂層的耐蝕性能與WEP涂層相比沒(méi)有明顯改善,但Z4R可顯著提高WEP涂層的防腐性能。復(fù)合WEP涂層的防腐機(jī)制歸結(jié)于氧化鋅螯合作用和還原氧化石墨烯物理屏障保護(hù)的協(xié)同作用。
水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料的諸多性能決定了其與溶劑型或無(wú)溶劑型環(huán)氧樹(shù)脂涂料相比具有更為廣泛的應(yīng)用前景。目前該涂料的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面:①地坪涂裝,可作為高性能環(huán)境適應(yīng)型地坪涂料替代溶劑型環(huán)氧樹(shù)脂涂料;②木質(zhì)地板涂料,可配成清漆用于木質(zhì)地板,配成色漆用于廚房、家具和機(jī)械設(shè)備等;③建筑工程抗?jié)B,借助優(yōu)良的機(jī)械性能,制備**混凝土;④防腐處理和其他用途,利用環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)異的耐腐蝕性用作鋼鐵和船舶的防腐底漆,與其他通用乳液配合使用起協(xié)同效應(yīng)得到具有不同性能的涂層。
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