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石墨烯富锌底漆防腐涂料环氧富锌底漆防腐涂料广泛应用于现代防腐工程中——卫士宝

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石墨烯富锌底漆防腐涂料环氧富锌底漆防腐涂料广泛应用于现代防腐工程中——卫士宝

分类:
技术服务
发布时间:
2019/12/16
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山东济宁卫士宝石墨烯富锌漆防腐涂料环氧富锌防腐涂料广泛应用于现代防腐工程中,通过添加锌粉而使涂料具有屏蔽和电化学双重保护性能。目前富锌防腐涂料根据填料种类可分为有无机富锌涂料和有机富锌涂料两种。但有机环氧富锌防腐涂料存在对环境污染大等缺点,所以环境友好的无机富锌是未来的发展方向,在富锌涂层中,需要高含量的锌粉 (体积分数大于60%或质量分数在92%~95%) 来达到富锌涂层中良好的阴极保护作用。由于石墨烯的高导电性、稳定性和高比表面积,少量的添加即可大幅度减少锌粉用量并提高富锌涂层性能,是富锌涂料中一种最合适的导电惰性填料。

Ding等制备了不同石墨烯添加量 (0%、1%、3%和5%,质量分数) 的石墨烯低锌水性环氧富锌漆,并将其涂覆于Q235钢表面制得厚度为30 μm的石墨烯低锌水性环氧富锌涂层。在3.5%NaCl溶液中探讨其防腐蚀性能,实验得出石墨烯添加量为3%时最优;同时开路电位实验表明,未添加G-Zn的涂层的电位呈先下降后在-630 mV (铁的腐蚀电位) 时保持不变的趋势,而含G-Zn的涂层的电位是先下降再上升,且最低电位负于锌涂层阴极保护作用的临界电位 (-860 mV)。随着G-Zn的含量增高,使腐蚀电位负值越大,阴极保护的时间越长。在3.5%NaCl溶液条件下,石墨烯低锌水性环氧富锌涂层的防腐机理可总结为以下4个阶段:(1) 初始屏蔽阶段。此时涂层经历腐蚀介质的初渗,锌粉不断被活化,腐蚀介质渗透不深,聚合物表现出较大的电阻 (图4a);(2) 阴极保护阶段。此时活化锌足够多,Zn/Fe活性面积比达到临界水平,发生牺牲锌粉的阴极保护作用 (图4b);(3) 屏蔽保护阶段。锌粉的过度消耗使锌/铁活性面积降至临界水平,失去阴极保护作用,涂层以屏蔽保护作用为主 (图4c);(4) 失效阶段。大量水、O、Cl-等腐蚀介质聚集在涂层/钢界面,使涂层起泡、剥落,大量腐蚀产物出现,失去保护作用 。

Liu等研究了单层石墨烯对富锌环氧树脂涂层的影响。SEM和XPS结果表明,单层石墨烯促进了氧化锌与钢材表面的组装;开路电位和电化学测试表明,添加0.6%的单层石墨烯就可大大促进阴极保护作用和屏蔽功能。

 

与传统海洋重防腐蚀涂层相比,低锌石墨烯环氧富锌漆防腐蚀涂层更薄,大约为传统重防腐蚀涂料涂层的一半,而且石墨烯的加入大大降低了锌粉的用量,添加量低于1%的石墨烯,可取代60%以上锌粉,涂料用量比富锌底漆节约1/3以上,同时其耐盐雾性能超过2500 h,是富锌底漆行业标准I型产品要求的4倍以上。

 

此外石墨烯聚合物复合材料还包括有石墨烯/聚氨酯防腐涂料、石墨烯/聚乙烯醇缩丁醛防腐涂料、石墨烯/氟碳涂料、石墨烯无机复合防腐涂料等涂料。

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