碳钢表面磷酸镁防腐涂料的制备及改性研究

磷酸镁水泥（ MPC）涂料对碳钢具有良好的防腐能力，但需要对金属基体进行磷酸盐转化等预处理，影响其实际应用。本研究用氢氧化镁部分替换 MPC原料中的重烧氧化镁，涂覆 Q235钢表面。采用扫描电镜、 X射线衍射表征涂层形貌与成分，通过线性极化法、电化学阻抗谱、中性盐雾试验和动电位极化法分析涂层的耐腐蚀性能及其防护机理。结果表明：添加 6%（质量分数）氢氧化镁的 MPC涂层能够有效抑制涂层 -金属界面析氢，且具有更好的耐腐蚀性能。试样浸泡在 3. 5%NaCl溶液中 14 d涂层性能保持稳定，线性极化电阻维持在 10⁴ Ω·cm2数量级，耐盐雾超过 2 400 h。动电位极化曲线表明， MPC涂层具有物理隔离与化学缓蚀双重防护机制。     

光固化涂料体系云母分散性的表征及分散性能研究

为研究超分散剂对光固化涂料体系云母分散性的影响，采用4种不同超分散剂BYK-111、BYK-168、BYK-2008、BYK-2025对云母进行改性，并通过沉降法、超景深显微镜、扫描电子显微镜、黏度法等进行表征，通过电化学阻抗谱(EIS)、耐中性盐雾试验对UV固化云母涂层的耐腐蚀性进行测试。结果表明：黏度法和扫描电子显微镜能反映云母在UV固化树脂体系中的分散性能。4种超分散剂中，聚氨酯型超分散剂BYK-168改善云母在光固化涂层中分散性的效果最好，所构筑的光固化涂层耐腐蚀性也最为优异，浸泡在3.5%NaCl溶液中1 200 h后，涂层的电化学阻抗值维持在109Ω·cm²左右，整个浸泡过程中的下降幅度不超过1个数量级，且经过1 000 h的耐中性盐雾试验后，涂层仍然完好无损，没有任何腐蚀现象。     

云母填料对UV固化涂层防腐性能的影响

为研制高性能绿色环保光固化防腐涂料,以云母作为防腐填料,制备了一种光固化云母防腐涂层。通过凝胶含量测试、双键转化率测试、电化学阻抗谱（ EIS）、中性盐雾试验等方法分析云母填料的加入对光固化涂层的固化程度、固化速率以及防腐性能的影响,并探究了润湿分散剂种类对云母分散性的影响。结果表明：云母填料的加入对光固化过程影响很小,但未改性的云母易产生团聚,反而加快腐蚀的发生;润湿分散剂可以有效改善云母在涂层中的分散性,经改性后的云母能显著提高涂层的耐腐蚀性,添加 30%改性云母的光固化涂层具有优异的耐腐蚀性,浸泡在 3. 5% NaCl溶液中 30 d电化学阻抗值保持稳定,耐盐雾超过 1 000 h。     

新型改性脂肪胺固化剂的合成及其在管道减阻耐磨无溶剂涂料中的应用

合成了一种新型的改性脂肪胺固化剂，并以此制备了用于天然气管道减阻耐磨的无溶剂涂料。该固化剂赋予涂层优良的机械性能、良好的耐盐雾性和耐化学介质浸泡性。通过电化学阻抗谱对该涂层的耐腐蚀性进行了评价，并对其减阻效果进行了研究。     

等离子喷涂TiO2涂层的海水环境失效机制

运用电化学阻抗测试技术对不同腐蚀时间的涂层进行测试，参照等离子喷涂制备的TiO₂涂层的形貌结构特点，分析TiO₂涂层在海水介质中的腐蚀失效过程.研究表明：涂层的极化电阻在浸泡初期降低较快，后因腐蚀产物和污损物阻塞腐蚀通道，极化电阻又有所上升，趋于稳定.建立合适的等效电路分析涂层腐蚀的阻抗谱，考察各元件参数的变化，进一步分析涂层腐蚀的规律.     

氟化石墨烯硅烷功能化对环氧复合涂层耐腐蚀性的影响

采用 γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（ GPTMS）对氟化石墨烯（ FG）进行功能化处理得硅烷功能化氟化石墨烯（ GFG）采用 XRD、FT-IR和 SEM对粉体进行表征；将 FG和 GFG分别加入环氧树脂中获得复合涂层，通过电化，学测试和 5%NaCl中性盐雾试验研究复合涂层的耐腐蚀性。结果表明： FG能有效地增加环氧涂层（EP）的长期耐腐蚀性， FG经过硅烷功能化处理后进一步提升了其与树脂之间的界面相容性，所得复合涂层的致密性进一步提高，从而显著提升了环氧复合涂层的耐腐蚀性。经 3. 5%NaCl溶液 4 000 h浸泡后， GFG改性环氧复合涂层（ GFG/EP）的低频阻抗模值相较于纯 EP涂层提升了 3个数量级，较 FG改性环氧复合涂层（FG/EP）提高了 1个数量级；同时盐雾腐蚀 90 d后， GFG/EP涂层表面无明显腐蚀现象。     

石墨烯-Al2O3复合材料的制备及其防腐性能研究

为研制具有高防腐性能的环氧树脂涂层，采用溶胶 .凝胶法制备一种石墨烯 /三氧化二铝复合材料（GA）并用硅烷偶联剂 Z.6173对其改性后（GAZ）作为填料加入到环氧树脂（EP）涂料中。结果表明：三氧化二铝主要以 α-Al₂O₃的晶型均匀包覆在石墨烯的周围；红外分析证明 Z-6173成功对GA粉体进行了改性； EIS结果表明 GAZ/EP涂层具有最佳的防腐性能，浸泡 30 d后其低频区阻抗值为 14. 5 GΩ·cm²；盐雾测试结果表明 GAZ复合材料的加入可以有效防止由石墨烯优良导电性造成的金属基底加速腐蚀的现象发生。     

石墨烯/云母氧化铁在水性环氧涂料中的协同屏蔽性能及机理研究

石墨烯(G)材料改性水性重防腐涂料是涂料领域研究的热点之一，目前对石墨烯与传统阻隔填料的协同作用研究较少且协同机制尚不明确。通过吸水率和电化学阻抗谱测试，研究了石墨烯/云母氧化铁(MIO)对涂层屏蔽阻隔性能的影响，并结合扫描电镜(SEM)和X射线能谱(EDS)分析了石墨烯与云母氧化铁2种颜填料在涂层中的相互影响机制。结果表明：当向水性环氧MIO涂层中加入0.35%石墨烯时，涂层的吸水率较水性环氧MIO涂层的吸水率上升2.06%；电化学阻抗谱测试结果显示，水性环氧G/MIO涂层较水性环氧MIO涂层高频的容抗弧半径降低，低频时涂层的阻抗模值降低，涂层电容增加了5.018×10^-5 F/cm²，涂层电阻降低了0.86×104Ω·cm²，说明当向水性环氧MIO涂层加入石墨烯时涂层的屏蔽效果变差；通过对涂层截面进行表征，发现石墨烯与云母氧化铁在水性环氧涂层中同时存在时，最终涂层的屏蔽性能是由这2种颜料在涂层中的分布和分散性这两方面因素的叠加效应所决定。     

高屏蔽耐温酚醛环氧重防腐涂料的制备及性能研究

针对大型海水淡化关键设备制造成本高、防腐期效短等问题，基于金属表面屏蔽阻隔原理，采用酚醛改性环氧树脂和改性聚酰胺为基料，以氧化铁红、硫酸钡、片状填料等为防腐填料，获得应用于新型低合金耐蚀钢或碳钢基材表面的高屏蔽耐温酚醛环氧重防腐涂料。实验结果表明：该涂料吸水率 1. 2%，抗氯离子渗透性 0. 9×10^-3 mg/cm²·d，柔韧性 1 mm，耐冲击性 50 cm，耐 88 ℃海水浸泡 6 000 h，耐盐雾 10 000 h，涂层耐阴极剥离性能测试被剥离涂层距人造漏涂孔外缘平均距离为 4. 5 mm，经 33 d 88 ℃海水浸泡 0. 01 Hz低频阻抗（ |Z|_{0. 01 Hz}）条件下该涂层电化学交流阻抗值由 8. 28×10¹⁰ Ω·cm²降为 1. 18×10⁸ Ω·cm²，且曲线平滑，说明该涂层具备优异的防腐性能。     

改性石墨烯对环氧树脂涂层耐腐蚀性能的影响

将改性后石墨烯粉末通过球磨机均匀分散于环氧树脂涂料中以提高7A52铝合金表面有机涂层的耐腐蚀性能。通过接触角、吸水率、红外光谱、开路电位及交流阻抗测试,分别评价改性石墨烯环氧树脂涂层的表面润湿性、耐水性能、耐蚀性,并通过扫描电子显微镜对石墨烯粉末及环氧树脂涂层断面形貌进行分析。结果表明:环氧树脂涂料中添加0.8%改性石墨烯粉体后,接触角由86.77°增加至101.43°,提高16%,表面由亲水性变为疏水性,涂层的耐水性提高,吸水率降低0.21%。0.8%改性石墨烯涂层在3.5%NaCl溶液中稳定后的开路电位较未添加石墨烯涂层增加0.14 V,阻抗值高出未添加改性石墨烯涂层半个数量级,且电荷转移电阻R_ct比未添加改性石墨烯涂层R_ct高出1.78×10 ⁷ Ω/cm ²,涂层的耐腐蚀性大大提高。红外光谱表明,改性石墨烯并未改变环氧树脂结构,涂层中的改性石墨烯是影响涂层性能发生变化的重要因素。研究表明改性石墨烯的加入可以有效提高涂层的耐蚀性,并且当改性石墨烯添加量为0.8%时,涂层具有优异的耐腐蚀性能。     

疏水侧链改性聚氨酯丙烯酸酯的制备及其在光固化金属涂层中的应用

为提升光固化金属涂层的防腐性能，以来源于生物基的δ-癸内酯(DL)为原料，首先合成了一系列带疏水侧链的聚癸内酯二元醇，然后与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和丙烯酸羟乙酯(HEA)制备了带有疏水侧链的聚氨酯丙烯酸酯，将其用于构筑光固化金属涂层。采用傅立叶变换红外光谱、核磁共振氢谱对其结构进行了表征，研究了聚癸内酯二元醇的化学结构、相对分子质量对所构筑的光固化涂层疏水性以及防腐性能的影响。结果表明：疏水侧链改性后，聚氨酯丙烯酸酯涂层在水中浸泡400 h的吸水率从3%下降至1.4%；在盐水中浸泡400 h的阻抗模值从2.7×10⁷Ω·cm²提升至1.1×10⁹Ω·cm²；在盐雾环境中400 h仅出现轻微点蚀现象；可见疏水侧链改性的聚氨酯丙烯酸酯所构筑的涂层具有更高的耐水性和耐腐蚀性。     

多齿螯合酰腙配体的合成及其防腐性能

针对常用无机缓蚀剂存在螯合固化速率较慢，形成的无机锈蚀螯合物与有机涂层相容性差等缺点，以2-噻吩甲酰肼和1H-苯并咪唑-2-甲醛为原料合成了多齿螯合酰腙配体(THL)。采用傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振氢谱仪(1H NMR)、紫外分光光度计等对其结构进行了表征。并将THL作为有机缓蚀剂添加至环氧树脂中制备环氧清漆，通过电化学阻抗谱(EIS)测试、中性盐雾实验、附着力测试、扫描电子显微镜(SEM)等手段研究了不同THL添加量的清漆涂层耐腐蚀性，并探索了其缓蚀机理。结果表明：掺杂THL后的清漆涂层耐腐蚀性显著优于纯环氧涂层，当THL添加量为2%时，清漆涂层具有最佳的耐盐雾性以及附着力(16.25 MPa)，涂层初始电化学阻抗模值可达6.27×108Ω·cm²，在3.5%NaCl溶液中浸泡20 d后，仍高达1.89×108Ω·cm²，保持在较高水平。由此可见，有机缓蚀剂(THL)的掺杂可有效提高环氧涂层与基体间的结合力，进而提高涂层的耐腐蚀性。     

疏水改性氧化石墨烯/环氧复合涂料的制备及其防腐性能研究

以叔碳酸缩水甘油酯(E-10P)为疏水单体,通过环氧与羧酸的共价键合,在氧化石墨烯(GO)表面引入疏水性支化碳链,改性后的氧化石墨烯(F-GO)作为防锈填料加入环氧树脂中得到F-GO/环氧复合涂料。通过红外光谱、拉曼光谱、X-射线衍射、热重分析对F-GO的结构进行表征,通过场发射扫描电镜观察F-GO及复合涂料的微观形貌,并通过电化学阻抗、极化曲线和盐雾试验测试了复合涂料的防腐性能。结果表明:E-10P可利用其空间效应阻碍片层的团聚;疏水效应可提高F-GO的热稳定性和与环氧树脂的相容性;与空白环氧涂层相比,当复合涂料中F-GO质量分数为0.2%时,厚度为20~25 μm的防腐涂层的腐蚀电流可由2.358 6×10 ^-6 A/cm ²下降至2.000 2×10 ^-11 A/cm ²,阻抗值可由1.1×10 ⁷ Ω·cm ² 提升至6.9×10 ⁹ Ω·cm ²。     

无机/有机复合涂层体系在3.5%NaCl溶液中的EIS

采用电化学阻抗谱（EIS）研究了无机富锌底漆/环氧云铁中间漆/氯化橡胶面漆复合涂层体系在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电化学行为，考察了紫外辐射对其电化学行为的影响。结果表明：复合涂层体系在3.5%NaCl介质中的腐蚀失效过程可以用4种等效电路来等效。浸泡失效前120 h，电解质溶液电阻R_c从开始的5×10⁹ Ω·cm²以大约2.2×10⁷ Ω·h^-1的速度迅速下降到4×10⁵ Ω·cm²，到浸泡120 h后R_c则以较小的速度808 Ω·h^-1下降，涂层电容C_c是按线性增加。紫外辐射不改变复合涂层体系在3.5% NaCl溶液中的电化学行为，仅仅加速复合涂层的失效。     

硅烷偶联剂改性氧化石墨烯增强环氧树脂复合涂料的防腐性能

采用简单的一步水热法制备了硅烷偶联剂功能化氧化石墨烯(KGO),并将其与环氧树脂复合，制备了一种高性能的防腐涂料。采用傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜和X射线衍射分析对KGO的各项性能及微观形貌进行了表征。随后通过电化学阻抗谱(EIS)和盐雾试验对添加了质量分数为0.1%、0.2%和0.3%的环氧树脂复合涂料的耐腐蚀性能进行表征。结果表明，KGO显著提高了环氧树脂复合涂层的屏蔽性能和耐腐蚀性能。环氧树脂复合涂层腐蚀电流密度由8.8×10^-8 A·cm^-2最低下降到2.0×10^-8 A·cm^-2。其中，0.2 KGO/EP涂层的低频阻抗模量在浓度为3.5%的NaCl溶液中浸泡72 h后仍维持在较高水平，约高出纯环氧树脂涂层2个数量级。当KGO的添加量为0.2%时，环氧树脂复合涂层具有最优异的耐腐蚀性能。     

石墨烯改性涂层防护性能研究

为减少团聚，提高石墨烯在涂层中的分散性，研究采用纳米分散技术预先制备了石墨烯分散液，再将其分散至环氧树脂中获得石墨烯改性复合涂层。通过对石墨烯含量为 0、0.3%、0.6%的复合涂层进行盐水浸泡、盐雾、阴极剥离实验及电化学性能测试，证明石墨烯的加入显著增强了涂层的防护性能。石墨烯复合涂层在 3.5%盐水中浸泡 1 008 h后，涂层低频阻抗仍大于 106 Ω·cm²比未添加石墨烯的涂层提高了 3个数量级，且盐雾实验 6 000 h后涂层表面仍保持完好；含 0.6%石墨烯，的涂层耐蚀行为劣于石墨烯含量为 0.3%的涂层。     

改性玄武岩鳞片在氟碳重防腐涂料中的应用

为解决海上风电金属塔筒的腐蚀问题，使用硅烷偶联剂KH550对玄武岩鳞片进行改性，以氟碳树脂为成膜物质，制备了不同改性玄武岩鳞片含量的氟碳重防腐涂料。采用扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）对制备的样品进行了表征，利用电化学阻抗谱（EIS）、酸碱浸泡试验、中性盐雾试验和大气曝晒试验等评价了涂层性能。结果表明：加入6%的改性玄武岩鳞片的涂层综合性能最优，其附着力可达1级，硬度高（4H），固化快，表干时间仅20 min，一次成膜厚度平均可达100μm以上，耐化学品性优异，具有长效防腐耐候性。     

改性h-BN/聚氨酯丙烯酸酯涂料的制备与性能

利用水热法制备羟基化六方氮化硼（BNNSs）,采用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和丙烯酸羟乙酯（HEA）在其表面进行接枝得到功能化六方氮化硼（Fh-BN）。然后将得到的Fh-BN掺入有机硅改性的聚氨酯丙烯酸酯（PUA）涂料中,成功制备出改性h-BN/聚氨酯丙烯酸酯涂料。研究了水热时间、温度对BNNSs硼羟基含量的影响,利用XPS分析得出水热反应最佳反应条件为180℃、12h,B—OH质量分数达到5.97%。通过机械性能、综合热分析、耐水性、涂层交流阻抗和Tafel极化曲线进行测试分析,掺杂0.75%Fh-BN涂膜硬度达到3H,耐冲击性50cm,柔韧性0.5mm;与未掺杂前涂层相比,吸水率降低4.96%;涂层耐热性提高,T_50%提升了6℃;耐水测试浸泡168h后涂膜无变化;电化学测试表明：0.75%Fh-BN涂层阻抗R₁达到1.818×10⁹Ω·cm²,比原有涂层提升了两个数量级,E_corr由-0.4886V正移至-0.32124V,I_corr由2.5552×10^-7A/cm²降低至1.5555×10^-8A/cm²。Fh-BN的引入显著提升了涂层的机械性能、热稳定性和耐腐蚀性。     

石墨烯光固化涂料的制备及防腐性能研究

为了提高光固化涂料的耐腐蚀性，将不同质量分数的石墨烯添加到光固化涂料中，制备了石墨烯复合光固化防腐涂层。对不同含量石墨烯复合光固化防腐涂层的硬度、耐冲击性、附着力等物理性能进行测试，并通过极化曲线、电化学阻抗谱等对其电化学性能进行了研究。最后，采用盐雾试验对不同石墨烯添加量的光固化涂层的防腐性能进行了评价。结果表明：当石墨烯的添加量为 0.1%时，涂层的硬度、耐冲击性以及附着力等物理性能得到显著增强，此时涂层的腐蚀电位最高，腐蚀电流密度最低，具有优异的耐腐蚀性能。     

利用电化学阻抗谱和电化学噪声分析薄有机涂层的腐蚀过程

电化学阻抗谱与电化学噪声是方便、有效的监测有机涂层腐蚀破坏的测试技术,EIS数据能够反映出涂层破坏机制的变化,而电化学噪声数据处理简单.本实验在一个改进的电解池中对同一涂层同时进行电化学阻抗谱和电化学噪声的监测,结果发现:对于薄的聚氨酯和环氧/聚酰胺涂层,谱噪声电阻R0/sn(f→0)与噪声电阻Rn在涂层腐蚀破坏过程中的发展趋势基本一致,但R0/sn(f→0)小于Rn值;同时,腐蚀反应的极化电阻Rt与噪声电阻Rn的值更接近,变化趋势也基本相同.