紫外光固化聚苯胺防腐涂层的制备与应用

为研制高性能绿色环保光固化防腐涂料,选用木质素磺酸钙（LS）作为掺杂剂,改变 LS与聚苯胺（ PANI）比例得到一系列木质素磺酸钙掺杂聚苯胺（ LS-PANI）,并将其作为防腐填料来制备 UV固化防腐涂料。通过实时红外（ RT-IR）、凝胶含量、电化学阻抗谱（EIS）、耐盐雾测试等比较了 LS与 PANI的质量比及 LS-PANI添加量对光固化涂层固化程度及防腐性能等的影响。结果表明：低于1. 0%的 LS-PANI的引入对光固化过程影响较小; LS对 PANI的掺杂能有效改善 PANI在光固化树脂中的分散性;当 LS与 PANI的质量比为 1∶4时, LS-PANI的添加量为 1. 0%时, LS-PANI在涂层中的分散性最好,制备的光固化涂层防腐性能最佳。     

聚苯胺颗粒对水性环氧树脂涂层防腐性能的影响

以盐酸为掺杂剂、过硫酸铵为氧化剂、咪唑类离子液体为稳定剂,采用化学氧化聚合法合成了导电聚苯胺(PANI)颗粒,将其分散到水性环氧树脂(ER)中制成聚苯胺水性环氧防腐涂层,研究了聚苯胺颗粒对涂层防腐性能和机械性能的影响。结果表明,添加聚苯胺显著提高了水性环氧涂层的阻隔性能,信号频率f=0.01 Hz时,PANI/ER涂层的阻抗(|Z|f=0.01Hz)均高于纯ER涂层。添加5.0wt% PANI时ER涂层阻隔性能最好,浸泡0~168 h时|Z|f=0.01Hz稳定在约8.0×108 Ω?cm2,浸泡168 h后|Z|f=0.01Hz=7.5×108 Ω?cm2,远高于ER和其它PANI/ER体系。中性盐雾实验结果表明,聚苯胺赋予了涂层钝化腐蚀的能力,显著提高了涂层的防腐性能,且其添加量越高,防腐性能越好。弯曲和冲击实验结果表明,涂层的机械性能随聚苯胺含量增加先上升后降低,当聚苯胺添加量不超过5.0wt%时,涂层的机械性能优异,附着力和韧性均较好;PANI添加量增至7.0wt%时,ER涂层的脆性明显变大,机械性能下降。聚苯胺在水性环氧体系中的最宜添加量为5.0wt%,此时涂层的机械性能良好,综合防腐性能最优。     

聚苯胺微乳液的制备及其在水性醇酸涂料中的应用

采用微乳液聚合法制备了十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂聚苯胺(PANI)微乳液(PANI-DBSA),制备了水性醇酸树脂与不同含量PANI-DBSA的共混防腐涂料。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和热重分析对PANI-DBSA的性能进行了表征,用耐水性、耐盐水性、耐盐雾性和动电位极化曲线表征涂层防腐性能。结果表明:不同含量的PANI-DBSA没有明显改变涂层的附着力和硬度,但严重影响涂层的防腐性能。当水性醇酸涂料中含有固含量为0.4%的PANI-DBSA时,涂层耐腐蚀性最佳。     

聚苯胺/石墨/环氧导电防腐涂层的制备与性能

在环氧涂料中加入石墨和导电聚苯胺(PANI),制备了PANI/石墨/环氧导电涂料。研究了稀释剂的种类和用量对涂料的流平和涂层外观的影响,以及石墨和聚苯胺的添加量对涂层的电导率、硬度、附着力、耐蚀性等性能的影响。结果表明,活性稀释剂不适合制作聚苯胺导电涂料。以m(二甲苯)∶m(正丁醇)=4∶1为混合稀释剂,石墨含量为30%,聚苯胺添加量为环氧树脂的10%,环氧树脂与稀释剂的质量比为1∶1.5时,所得涂层具有良好的导电性和防腐能力,其电导率为1.01×10-4 S/cm,铅笔硬度3H,附着力0级,划痕试样在5%NaCl溶液中浸泡7 d不腐蚀。     

聚苯胺/SiO_2复合粒子的制备及其防腐性能

以二氧化锰代替常规的过硫酸铵氧化体系,并在化学氧化聚合反应体系中添加适当比例的二氧化硅粒子,制备出盐酸掺杂的聚苯胺包覆二氧化硅复合粒子。扫描电子显微镜(SEM)观察表明,二氧化硅表面及其粒子之间明显包覆一层聚苯胺(PANI);傅立叶变换红外光谱(FTIR)证明了其掺杂的有效性。将复合粒子作为防腐填料,加入环氧树脂做成膜物,制备出的聚苯胺/环氧树脂复合涂料在碳钢基体上进行涂层,采用加速浸泡实验、开路电位法、Tafel极化曲线考察了其防腐性能。结果表明,盐酸掺杂的聚苯胺复合涂层具有优良的防腐性能,该复合涂层的腐蚀电位较环氧树脂涂层提高400mV,腐蚀电流下降4～5个数量级,有望成为一种低成本、高性能防腐涂料。     

不同酸掺杂聚苯胺/环氧涂层的防腐蚀性能研究

制备了分别由盐酸、硫酸、磷酸、植酸、甲基磺酸和十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺(依次记为HCl-PANI、H2SO4-PANI、H3PO4-PANI、PA-PANI、MSA-PANI和DBSA-PANI)与本征态聚苯胺(EB-PANI),通过傅里叶变换红外光谱仪、紫外可见分光度计、X射线衍射仪、拉曼光谱仪及扫描电镜对它们的结构与形貌进行了表征。将不同的聚苯胺材料分别添加到环氧树脂中并涂覆在Q235碳钢表面,得到不同的聚苯胺/环氧(PANI/EP)涂层,对其铅笔硬度、附着力及湿润性进行测试,并通过电化学阻抗谱考察了它们在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性,讨论了不同添加量、不同掺杂酸对聚苯胺/环氧涂层耐蚀性的影响。结果表明上述7种聚苯胺均呈珊瑚状结构。添加了聚苯胺的环氧涂层的防腐性能得到了不同程度的提高,其中聚苯胺的最佳添加量为0.6%,HCl-PANI与PA-PANI的效果最好。     

二氧化锰氧化法合成聚苯胺/二氧化硅复合粒子用于防腐涂料的研究

以二氧化锰代替过硫酸铵氧化苯胺单体,并在聚合反应体系中添加适当比例的二氧化硅粒子,制备出不同酸掺杂的聚苯胺包覆二氧化硅复合粒子.扫描电子显微镜(SEM)观察表明,二氧化硅表面及其粒子之间明显包覆一层聚苯胺(PANI);并比较不同酸掺杂的聚苯胺复合粒子的傅里叶变换红外光谱(FT-IR),证明了掺杂的有效性.将合成的聚苯胺复合粒子作为防腐填料,加入环氧树脂作为成膜物,制备出的聚苯胺/环氧树脂复合涂料涂覆在碳钢基体上,采用加速浸泡实验、开路电位法、Tafel极化曲线研究其防腐性能.实验结果表明:H2SO4掺杂的聚苯胺复合涂层具有优良的防腐性能,该复合涂层的腐蚀电位较环氧树脂涂层提高400 mV,腐蚀电流下降4～5个数鼍级,是一种低成本、高性能防腐涂料.     

不锈钢表面PANI/Nd2O3/EP复合涂层的制备与性能

为提高环氧复合涂层在304不锈钢表面的防腐性能,采用原位聚合法将聚苯胺(PANI)和氧化钕(Nd₂O₃)制成PANI/Nd₂O₃复合材料,再将其作为增料剂添加到环氧树脂(EP)中,制得PANI/Nd₂O₃/EP复合涂层。通过改变PANI/Nd₂O₃在环氧树脂中的含量,探究了PANI/Nd₂O₃复合材料对复合涂层的附着力、防腐性能和疏水性能的影响。结果表明：添加适量的PANI/Nd₂O₃复合材料可以提高涂层的附着力,增强其防腐性能及疏水性能。当PANI/Nd₂O₃复合材料的质量分数为4%时,复合涂层的附着力、防腐性能和疏水性能均达到最佳。     

新型聚苯胺防腐涂料的研究进展

综述了近年来聚苯胺(PANI)防腐涂料的研究进展,包括单一PANI防腐涂料、PANI叠层防腐涂层和PANI与树脂共混防腐涂料。介绍了无机纳米粒子、有机酸等对PANI的改性,分析讨论了PANI涂料的防腐机理,展望了PANI防腐涂料的发展方向。     

附着力促进剂对光固化金属涂层附着力提升的研究

为了探究附着力促进剂对光固化金属基涂层附着力的影响，本文通过划格法、拉拔法及搭接剪切实验，系统研究了磷酸酯类附着力促进剂、硅烷偶联剂对光固化金属基（低碳钢、铝板）涂层附着力的促进作用。结果表明：磷酸类附着力促进剂能够显著提高光固化金属基（低碳钢、铝板）涂层的附着力，而硅烷偶联剂对光固化金属基（低碳钢、铝板）涂层的附着力无明显提升作用。     

植酸掺杂聚苯胺/环氧防腐涂层的研究

目前,聚苯胺防腐涂料已成为导电高分子材料的应用和涂料研究开发领域的一个新的热点。为了研究聚苯胺对涂层防腐性能的影响,制备了聚苯胺质量分数分别为0%,1%,3%,5%及10%的植酸掺杂聚苯胺/环氧防腐涂层,应用电化学阻抗谱和Tafel极化曲线等方法对比了其在3.5%Na C1溶液中的防腐性能。研究表明,聚苯胺在涂层中的含量对涂层的防腐性能有较大影响,聚苯胺质量分数为3%时,涂层具有最佳的防腐性能。     

聚苯胺/凹凸棒土环氧复合防腐涂料的制备及性能研究

以聚苯胺/凹凸棒土纳米复合材料(PANI/ATP)作为填料,以环氧树脂为成膜物质,制备了PANI/ATP环氧复合防腐涂料.研究了PANI/ATP的状态、PANI/ATP的添加量、固化比等对涂层的防腐性能的影响.采用傅里叶红外光谱(Fr-IR)、开路电位(OCP)及极化曲线(Tafel)等测试手段对复合涂层进行了结构表征和防腐性能研究.Tafel极化曲线和开路电位显示,在填料量为5%的情况下,复合涂层的防腐性能较佳,腐蚀电位为-1.098 V,较纯环氧涂层高327 mY;添加了PANI/ATP的涂层较纯环氧涂层的力学性能有很大的提高.     

掺杂态聚苯胺的乳液聚合及其与环氧树脂所制涂层的耐蚀性

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,采用乳液聚合法制备了盐酸或磷酸与十二烷基苯磺酸(DBSA)共掺杂的聚苯胺[(HCl+DBSA)-PANI或(H_3PO_4+DBSA)-PANI]。用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪和四探针电导率测试仪表征了掺杂聚苯胺的形貌、结构和电导率。将添加了掺杂态聚苯胺的E44环氧树脂刷涂在Q235低碳钢表面得到复合涂层(PANI/EP),并通过电化学阻抗谱和浸泡试验考察了它们在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。两种共掺杂态聚苯胺都呈束状结构,(HCl+DBSA)-PANI的结构更均一。添加PANI可以明显提高环氧涂层对碳钢的防腐作用,其中(HCl+DBSA)-PANI的效果更好。     

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。     

聚硫氨酯丙烯酸酯光固化金属涂层的制备及性能研究

光固化涂料固化过程中积累的收缩应力易降低涂层与金属基材间的附着力,限制光固化技术在金属涂层上的应用。基于此,以异佛尔酮二异氰酸酯、 3,6-二氧杂 -1,8辛二硫醇以及不同光敏单体制备了 3种不同结构的聚硫氨酯丙烯酸酯低聚物。通过傅立叶变换红外光谱仪、凝胶渗透色谱仪对产物结构进行了表征,进一步研究了硫代氨基甲酸酯键的引入对光固化涂层附着力的影响,测试了聚硫氨酯丙烯酸酯低聚物的涂层性能。结果表明：动态硫代氨基甲酸酯键的引入可以通过动态交换耗散涂层的收缩应力,显著提高涂层与金属基材的附着力;含甲基丙烯酸酯光敏基团低聚物的涂层具有最小的收缩应力（3. 15 N）和最大的热处理后附着力（ 4. 68 MPa）。     

碳纳米管对水性环氧富锌防腐涂料防腐性能的影响

将碳纳米管（ CNTs）以水性浆料的形式添加在环氧乳液中,制备 CNTs改性水性环氧富锌防腐涂料以解决传统富锌涂料高锌含量的问题。通过 SEM来观察涂层的形貌,附着力、耐冲击测试表征涂层的机械性能,开路电压、极化曲线和耐盐雾等方法探讨碳纳米管含量对环氧富锌防腐涂层防腐性能的影响。结果表明：涂层中添加 CNTs可以增强涂层的耐冲击性,且 CNTs对涂层附着力的影响不显著;涂层防腐性能随 CNTs含量的增加呈现先增强后减弱的趋势;在 60.0%锌含量体系中,添加 0.2%含量的 CNTs,与 60.0%锌含量空白组比较,涂层腐蚀电流密度降低 66.7%,与 70.0%锌含量空白组比较,其腐蚀电流密度也可降低 53.8%,且耐盐雾实验 2 000 h后,涂层仍未出现明显腐蚀现象,即在60.0%锌含量体系中添加 0.2%含量的 CNTs,不仅可以降低涂层 10.0%的锌含量,还可以增强涂层的防腐性能。     

聚苯胺在环氧树脂涂层中防蚀性能研究

采用直接混合氧化法分别在磷酸和硫酸体系中制备了掺杂态聚苯胺,通过研磨把聚苯胺分散到环氧树脂中制备复合涂层,研究了不同酸掺杂的聚苯胺在环氧树脂中的耐蚀性能以及聚苯胺用量对耐蚀性能影响.电化学阻抗谱研究发现,聚苯胺的加入提高了环氧涂层屏蔽保护效果并能提供钝化保护作用,合适的添加量为0.6％;盐雾试验结果表明,磷酸掺杂的聚苯胺在环氧树脂涂层中可以对基体提供较好的保护,而硫酸掺杂的聚苯胺保护效果较差.     

环氧磷酸酯的制备及其在金属防护领域的应用研究

通过共价键的连接,将磷酸二乙酯（DPA）与环氧树脂（EPR）反应以制备环氧磷酸酯,并将环氧磷酸酯作为基体树脂制备了清漆固化涂层。利用傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（1H NMR）、X射线光电子能谱（XPS）、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）及电化学交流阻抗（EIS）等,对环氧磷酸酯的组成、结构、玻璃化转变温度,以及固化涂层的内部形貌、力学性能和耐腐蚀性进行了研究。重点分析了DPA的添加量以及不同环氧值的EPR对环氧磷酸酯本征性质的影响。结果表明：相对于纯环氧树脂,经改性的环氧磷酸酯一方面提高了固化清漆涂层的力学性能,另一方面磷酸根离子对金属离子的螯合作用,可更加有效提高固化涂层的耐腐蚀性,为其在金属防腐领域的应用提供了可行性。     

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。     

聚苯胺水分散体在水性防腐涂料中的应用研究

通过丙烯酸掺杂、选择适当的分散剂得到稳定的可简便应用于水性防腐涂料的聚苯胺水分散体。试验表明,经丙烯酸掺杂和分散剂处理的聚苯胺制备的聚苯胺水分散体保持了聚苯胺原有的电活性;在水性丙烯酸防锈涂料中加入一定量的聚苯胺水分散体能够显著提高水性丙烯酸防腐涂层的耐盐雾性能。