球状锌粉对无机富锌漆阴极保护性能的影响

研究了球状锌粉取代片状锌粉对无机富锌漆阴极保护性能的影响。采用开路电位法评价涂层的阴极保护性。用差示扫描量热法测涂层锌含量,并测试涂层在NaCl溶液中浸泡初期的交流阻抗谱。开路电位测试结果表明,取代后阴极保护期缩短,随着取代比的增大,阴极保护期延长,向未取代时的水平靠拢;差热法和交流阻抗的测试结果显示,随着取代比的增加,涂层锌含量增加,涂层中活性锌的面积减小。锌含量的增加有利于阴极保护性能的提高,而活性锌面积的减小不利于阴极保护性能,由于两个因素的综合作用,导致了球状锌粉取代后涂层的阴极保护性能下降,但又随着取代比的增大而增强。采用恒电流溶解法,快速评价富锌漆阴极保护性,并与传统的开路电位法比较。实验结果表明,恒电流溶解法与开路电位法用于评价富锌漆的阴极保护性能时有较好的相关性。     

石墨烯在有机防腐涂层中的分散性、定向化、功能化和导电性研究与现实问题

本文在总结国内外大量石墨烯有机防腐涂层相关文献基础上,综述了石墨烯改性有机防腐涂层的屏蔽性（分散方法和定向排列技术）、结合强度、自修复（催化钝化膜和缓蚀吸附膜）研究。探讨了石墨烯在防腐领域研究和应用中所遇到的现实问题和质疑,即石墨烯导电性引起的局部腐蚀加速现象和解决方法。讨论了石墨烯的导电性及其定向排列对富锌涂层阴极保护的作用机理。     

石墨烯环氧富锌涂层的研究进展

介绍了石墨烯在防腐领域,尤其是在环氧富锌涂层中的研究进展。讨论了石墨烯环氧富锌涂层的防腐蚀机理,包括石墨烯的物理阻隔效应、电化学防腐机理等。石墨烯可有效延长锌粉的阴极保护时间,降低锌粉用量,增强传统环氧富锌涂层的长效保护作用。     

石墨烯涂料在岛礁环境车辆上的应用研究

通过石墨烯重防腐涂料的配方设计、石墨烯分散工艺技术研究以及性能研究,对石墨烯重防腐涂层进行了设计并对其应用进行了评价,分析了石墨烯重防腐涂料相较传统富锌防腐涂料的特性与优势。从石墨烯重防腐涂料的结构特点出发,探讨了石墨烯重防腐涂料的腐蚀防护机理,并针对车辆在岛礁使用环境特点提出了新型重防腐涂料体系配套方案。对配套方案的腐蚀防护性能进行评估,结果表明以石墨烯为基础的重防腐涂层体系腐蚀防护性能远优于以传统环氧富锌涂料为基础的重防腐涂层体系。新型石墨烯重防腐涂料体系满足岛礁车辆腐蚀防护的需要。     

石墨烯对水性环氧富锌涂料中锌粉的取代能力研究

针对水性重防腐涂层体系中水性环氧富锌底漆高锌粉含量所带来的生产成本高、不易贮存、环境污染大等问题，采用在涂料中添加少量石墨烯以取代部分锌粉的改进方法。通过动电位极化曲线、电化学阻抗谱等方法研究了锌粉含量以及石墨烯添加量对环氧富锌涂料性能的影响，结果表明：涂层的耐腐蚀性随着锌粉含量增加而提高，锌粉占锌粉与硫酸钡总质量的 80%时，腐蚀速率为 0. 002 03毫米 /年（ mm/y），当涂层中锌粉占锌粉与硫酸钡的总质量的 20%时，随着石墨烯添加量从占锌粉、硫酸钡与石墨烯总质量的 0增加至 0. 8%，腐蚀速率先上升后下降，当石墨烯含量达到 0. 6%时，腐蚀速率为 0. 0 038 mm/y，涂层的耐腐蚀性达到最大值。     

环氧/氟碳复合涂层对碳钢在盐水中的保护作用研究

用电化学交流阻抗技术(EIS)分析了环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆和氟碳面漆配套而成的3种不同涂层体系(单涂层、双涂层及三涂层体系)在3.5%NaCl水溶液中的失效过程。通过|Z|0.01 Hz、涂层孔隙率和吸水率的变化分析了底漆、中间漆和面漆对涂层整体防腐性能的影响。结果表明,环氧云铁中间漆的抗腐蚀介质渗透能力优于环氧富锌底漆和氟碳面漆,对复合涂层体系的防护性能起到了重要作用。浸泡初期,中间漆对涂层屏蔽性能影响很大;浸泡中后期,环氧富锌底漆发挥阴极保护和腐蚀产物的屏蔽作用,使得涂层的防护性能得到有效提高。氟碳/环氧云铁/环氧富锌复合的三涂层体系的吸水率和孔隙率总体最低,吸水率能在较长时间保持在较低水平,对水和离子渗透起到了很有效的屏蔽作用。     

富锌涂层在模拟海水中的失效机制

在筛选试验涂层体系基础上,通过浸泡、盐雾、阴极剥离、腐蚀电位监测和微观形貌分析,对12种舰船常用的无机富锌和有机富锌配套体系的腐蚀失效行为和机理进行研究。结果表明:在NaCl模拟海水条件下,无机富锌耐阴极剥离性能差;基于无机富锌涂层与有机富锌涂层配套体系的阻抗谱,环氧富锌涂层将比无机富锌具有明显的防护效果。     

基于提升锌粉利用率的富锌涂料改性研究进展

富锌涂料因独特的阴极保护防腐机制广泛应用于恶劣腐蚀环境。通常作为防腐涂层底涂层,为钢结构提供直接有效的腐蚀防护。本文综述了近年来提高富锌涂料锌粉利用率的最新进展,包括添加导电填料（金属材料和碳材料）,以及导电聚合物的改性策略。在导电金属填料改性中,主要介绍了常规高导电金属,以及纳米金属提高锌粉利用率的策略;在碳材料改性中,主要介绍了碳纤维、石墨烯和生物炭等材料的应用;导电聚合物改性中,主要介绍了聚苯胺提高锌粉的利用率的策略。这些研究成果能有效地提高富锌涂料锌粉的利用率,从而降低涂料成本,极大提高涂层防腐性能。     

石墨粉对低锌含量水性环氧富锌漆阴极保护性能的影响

配制了颜料体积浓度(PVC)与临界颜料体积浓度(CPVC)之比为0.9的低锌含量水性环氧富锌漆,加入占锌粉质量1%、2%和3%的石墨粉,研究了石墨粉对水性环氧富锌涂层阴极保护性能的影响。涂层的阴极保护性能评价采用传统的开路电位(OCP)测试法与自行开发设计的恒电流溶解法。OCP测试结果表明,添加石墨后的涂层有更长的阴极保护时间,石墨粉添加量越大,阴极保护时间越长。恒电流溶解法测试结果表明,加入石墨粉之后涂层的活性溶解时间变长,石墨粉添加量越高,活性溶解时间越长。导电胶和涂层电极在3.5%NaCl溶液中的电化学阻抗谱测试结果表明,随着石墨粉含量的增加,涂层阻抗降低,阴极保护作用增强。     

石墨烯/聚苯胺水性硅酸钾富锌防腐涂层的制备及性能研究

水性硅酸钾富锌防腐涂层因具有安全环保、耐热性好、耐酸碱性强等特点被广泛研究。但其较高的锌含量降低了涂层的力学性能、增加了施工难度，同时锌粉对施工者健康有害。以实验室化学气相沉积法制备的石墨烯为基底，采用原位聚合法制备了石墨烯/聚苯胺复合物。通过扫描电子显微镜、显微共焦激光拉曼光谱仪、X射线衍射仪及红外光谱仪等对石墨烯/聚苯胺复合物的表面形貌与结构进行了表征。研究了石墨烯/聚苯胺复合物对水性硅酸钾富锌防腐涂层性能的影响。结果表明：当锌粉与基料质量比为1∶1，石墨烯/聚苯胺复合物添加量为2%时，涂层的附着力为1级，硬度为5H，自腐蚀电位(E_corr)为-0.533 V，自腐蚀电流密度(i_corr)为4.788×10^-7 A/cm²，低频区阻抗模值(|Z|_{0.01 Hz})为4.25×10⁴Ω·cm²，静态水接触角为89.8°。石墨烯/聚苯胺复合物不仅能提高涂层的防腐性能和力学性能，还能提高锌粉的有效利用率，从而降低锌粉含量。     

还原氧化石墨烯对水性无机富锌涂料防腐性能的影响

为提高水性无机富锌涂层的防腐性能，以高模数硅酸钾溶液和氟碳乳液为成膜物质，片状锌粉为主要功能填料，并添加适量还原氧化石墨烯分散液作为辅助填料，制备了硅酸盐水性无机富锌涂料。采用物理性能测试、电化学测试、盐雾试验等测试方法，探究了还原氧化石墨烯添加量对涂层防腐性能的影响。结果表明：加入适量还原氧化石墨烯，可以增强水性无机富锌涂料的防腐性能，当涂料中还原氧化石墨烯分散液添加量达到6%时，涂层的力学性能及耐腐蚀性最佳，经过腐蚀后的主要腐蚀产物为Zn₅(OH)₈Cl₂和ZnO。     

石墨烯改性富锌涂层研究进展

综述了近年来石墨烯改性富锌涂层国内外的研究进展,简要讨论了富锌涂层及石墨烯改性富锌涂层的基本防腐蚀机理、性能评价、面临的挑战和未来的研究方向。     

氧化石墨烯/环氧富锌底漆的制备及性能研究

采用分散性能优异的氧化石墨烯(GO)代替环氧富锌底漆中的部分锌粉,制备了一种氧化石墨烯/环氧富锌底漆。采用X射线衍射分析仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、盐雾试验仪、耐冲击测试仪、附着力测试仪等对氧化石墨烯/环氧富锌底漆中氧化石墨烯分散效果以及氧化石墨烯/环氧富锌底漆涂层的性能进行了方法分析。结果表明,氧化石墨烯添加量为0.5%时,氧化石墨烯/环氧富锌底漆中氧化石墨烯的分散效果最好,且氧化石墨烯/环氧富锌底漆涂层具有最佳的防腐性能。     

石墨烯改性环氧锌基防腐涂料的制备与性能研究

针对传统环氧富锌涂料环保性差、质量大、成本高等问题,利用石墨烯优异的导电性与独特的二维片层结构可增强涂层防腐性能的特性,取代传统环氧富锌涂料中的部分锌粉,以期制备低锌含量的石墨烯环氧锌基涂料。首先将石墨烯材料与环氧树脂预混合,掺杂天然高分子表面活性剂,制备一种高分散性石墨烯 /环氧树脂浆料;然后将其与计量的环氧树脂、锌粉、其他功能颜填料复配,通过高速分散与砂磨的制备方式相结合,得到石墨烯改性环氧锌基防腐涂料;最后通过力学性能、连接强度、交流阻抗、耐中性盐雾等方法探索涂层关键性能。研究结果表明：该石墨烯涂层防腐性能优异, 2 000 h盐雾划痕腐蚀扩展 0.9 mm,且力学性能与施工性能好,可广泛应用于船舶、海工设备、桥梁等大型钢结构装备领域。     

石墨烯与氧化石墨烯增强富锌环氧涂层防腐性能的研究

研究了三种不同锌粉含量的富锌环氧底漆的腐性能,包括厚度、硬度、附着力等物理测试,比较了这三种不同锌粉含量的耐盐雾性能的差异。从而在这三种不同锌粉含量的环氧漆中选择出一种,用以进行后续的实验研究。其次,我们研究了氧化石墨烯(GO)增强富锌环氧涂层的防腐性能,包括物理性能的测试、电化学性能的测试和耐中性盐雾测试。最后,我们研究了石墨烯(G)增强富锌环氧涂层的防腐性能,同样对添加石墨烯的复合涂层进行了物理测试、电化学测试和耐中性盐雾测试。并对氧化石墨烯/富锌环氧复合涂层(GO/Zn)和石墨烯/富锌环氧复合涂层(G/Zn)的防腐性能进行了对比。发现,添加石墨烯的复合涂层(G/Zn)性能比添加氧化石墨烯的复合涂层(GO/Zn)好,且在石墨烯含量为1%时防腐性能最好。     

石墨烯的氧化程度和含量对水性锌粉涂料防腐性能的影响

制备了 3种不同氧化程度的氧化石墨烯,利用氧化石墨烯对水性环氧富锌涂料进行改性。采用盐雾试验、电化学测试、耐冲击性及附着力测试等对改性涂层的性能进行研究,研究发现氧化程度较低的氧化石墨烯改性环氧富锌涂料性能最佳。然后探究了氧化石墨烯含量和锌粉含量对该涂层的耐腐蚀性和力学性能的影响。结果表明：氧化石墨烯（ GO）的添加可以有效延缓钢材的腐蚀,当 GO-1添加量为 0.36%（质量分数,下同）,锌粉含量为 44%时,制备所得的 GO-1/水性环氧富锌涂料的综合性能最佳。当制得的氧化石墨烯的氧化程度较小,含氧基团较少且没有出现羧基时,涂料的耐腐蚀性能得到改进。     

剥离涂层下X80输气管线钢阴极保护行为模拟研究

输气管道防腐涂层剥离后引起腐蚀和阴极保护电位(CP)异常。为此,基于有限元方法建立了X80管线钢缝隙腐蚀的三维模型,研究了剥离涂层与阴极保护的相互作用关系。结果表明：不加CP电位时,缝隙开口到缝隙底部的电位变化幅度较小;当外加-1000mV_SCECP时,整个缝隙内电位处于过保护状态。     

埋地管道阴极保护效果的评定

对埋地管道和贮罐,涂层加阴极保护是最有效的防腐蚀措施。迄今为止,评定和控制阴极保护的水平,仍以电位测量为主。使用试片可以更方便地测量电位,在试片上进行电化学极化测量或电位衰减测量,可以求得阴极保护下管道金属的腐蚀速度和保护度,更有利于对阴极保护运行的实时监测和控制。     

埋地管道阴极保护效果的评定

对埋地管道和贮罐,涂层加阴极保护是最有效的防腐蚀措施.迄今为止,评定和控制阴极保护的水平,仍以电位测量为主.使用试片可以更方便地测量电位,在试片上进行电化学极化测量或电位衰减测量,可以求得阴极保护下管道金属的腐蚀速度和保护度,更有利于对阴极保护运行的实时监测和控制.     

原油储罐底板外侧阴极保护技术

以固体电解质涂层为导电层,石墨导电涂料为阳极涂层,石墨为参比电极,进行原油储罐底板外侧的气相阴极保护。通过实验确定了固体电解质、导电涂料的配方,测定了Q235钢在涂层中的自腐蚀电位、最小保护电位和最小保护电流密度等电化学参数。