納米氧化物在水性防腐蝕涂料中的應(yīng)用
晶瑞新材料 甘先生 18620162680 (微)
利用納米氧化物材料對(duì)水性防腐蝕涂料進(jìn)行改性,實(shí)現(xiàn)不同材料之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),制備高性能、功能化的防腐蝕涂層已經(jīng)成為當(dāng)前水性防腐蝕涂料研究領(lǐng)域的前沿和熱點(diǎn)。由于不同納米材料在結(jié)構(gòu)和性能上不盡相同,使得涂層防腐蝕性能增強(qiáng)的機(jī)理和效果也有一定的差異。
納米氧化物材料具有小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、光學(xué)效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等特殊結(jié)構(gòu)性質(zhì),能夠賦予水性防腐蝕涂料許多常規(guī)顏填料無法產(chǎn)生的高強(qiáng)度高韌性、低收縮等特性,從而使傳統(tǒng)水性防腐蝕涂料向高性能、功能化方向發(fā)展。
下面就來介紹幾種可以應(yīng)用于水性防腐蝕涂料中納米氧化物材料。
納米無機(jī)氧化物
納米無機(jī)氧化物來源廣泛、組成穩(wěn)定、制造成本低,其均勻分散于水性防腐蝕涂料中,能夠降低涂層對(duì)腐蝕離子的滲透性,顯著增強(qiáng)涂層的機(jī)械性能和防腐蝕性能。
因此,將納米無機(jī)氧化物摻加到水性防腐蝕涂料中具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。
納米二氧化鈦TiO2
納米二氧化鈦VK-T06是一種結(jié)構(gòu)多樣的N型半導(dǎo)體材料,具有良好的光、電、化學(xué)性能,將其摻加到水性防腐蝕涂料中,不僅可以提高涂層的防曬抗老化性能,而且可以增強(qiáng)涂層的耐候性及防腐蝕性能。納米TiO2粒子的結(jié)構(gòu)不同,提高涂層防腐蝕性能的程度也不同,其中介孔結(jié)構(gòu)較其他結(jié)構(gòu)而言,能夠更加有效地提高涂層的防腐蝕性能。聚乙烯亞胺前處理的介孔型納米TiO2對(duì)水性環(huán)氧涂料防腐蝕性能的影響,發(fā)現(xiàn)經(jīng)適當(dāng)相對(duì)分子質(zhì)量的聚乙烯亞胺前處理的介孔型納米TiO2對(duì)水分和腐蝕電解液具有很好的阻礙作用,能夠顯著提高水性環(huán)氧涂料的防腐蝕性能。
納米氧化鋅ZnO
納米氧化鋅VK-J30是一種具有獨(dú)特化學(xué)性能、生物性能和半導(dǎo)體性能的納米材料。此外,寬的能帶間隙、高的激發(fā)結(jié)合能和低的光催化活性使其不易產(chǎn)生自由基,從而有效提高涂層的穩(wěn)定性和防腐蝕性能。納米ZnO粒子表面性質(zhì)關(guān)系到納米粒子能否以納米級(jí)穩(wěn)定分散在水性涂料中,通過利用改性物對(duì)納米ZnO粒子表面進(jìn)行改性,使其充分發(fā)揮納米粒子的表面效應(yīng)和小尺寸效應(yīng),提高漆膜基料和填料之間的相容性和緊密性,從而形成結(jié)構(gòu)更加致密、堅(jiān)實(shí)且能有效延緩腐蝕介質(zhì)向基材滲透的涂層。
納米氧化鋁al2O3
納米氧化鋁(VK-L30)基本特性及應(yīng)用,因其硬度高、熔點(diǎn)高、尺寸穩(wěn)定性好,具有防腐、防銹、絕緣、耐高溫、耐老化、耐磨傷、無臭、無味、無毒等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于各種涂料油漆、塑料、橡膠、陶瓷、耐火材料等產(chǎn)品的補(bǔ)強(qiáng)增韌,特別是涂料油漆提高硬度強(qiáng)度,耐磨損,耐受性,耐劃傷性有著顯著的效果。納米氧化鋁VK-L30可在水 ,乙醇 ,醇類、酯類、PMA等多種溶劑里分散穩(wěn)定均勻,完全單分散納米狀態(tài)。由于納米氧化鋁特有的,高硬度、高耐磨、高分散性,耐洗刷達(dá)上萬次,大大提高了涂料的耐老化、抗腐蝕防抗劃傷、耐磨損、耐受性。適用于丙烯酸樹脂、油性氟樹脂、油性環(huán)氧樹脂、硅丙乳液、聚氨酯、地板漆、光固化漆、輻射固話漆等水性油性涂料中。
納米氧化鋯ZrO
納米氧化鋯(VK-R30)是一種耐高溫、耐腐蝕、耐磨損的無機(jī)非金屬材料,自上世紀(jì)70年代中期以來,國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資研發(fā)氧化鋯系列產(chǎn)品,將氧化鋯的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展到結(jié)構(gòu)材料和功能材料,同時(shí)氧化鋯也是國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策中重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的高性能新材料之一,目前正在被應(yīng)用于各氧化鋯涂層材料;高性能Y2O3等穩(wěn)定劑穩(wěn)定的氧化鋯熱障陶瓷涂層材料,應(yīng)用于高性能渦輪航空發(fā)動(dòng)機(jī)。熱障涂層利用陶瓷的隔熱和抗腐蝕的特點(diǎn)來保護(hù)金屬材料,不僅可以提高油料的燃燒效率,而且可以極大地延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命,在航空、航天、海面船舶、大型火力發(fā)電和汽車動(dòng)力等方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值,是現(xiàn)代國(guó)防尖端技術(shù)領(lǐng)域中的重要技術(shù)之一。
納米二氧化硅Sio2
納米二氧化硅(VK-SP30)用于在3.5%NaCl溶液中涂覆鐵片的納米SiO2復(fù)合涂層的陽(yáng)極腐蝕電流比未涂覆之前降低了1-2個(gè)數(shù)量級(jí),并且重量損失減少了3倍。當(dāng)納米SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.91%時(shí),具有很好的耐腐蝕性。研究發(fā)現(xiàn),使用納米SiO2改性的聚氨酯涂料后,浸沒腐蝕失重減少了70%,陽(yáng)極腐蝕電流減少了一個(gè)數(shù)量級(jí),低頻區(qū)域的涂層阻抗值增加了超過2個(gè)數(shù)量級(jí),并且耐腐蝕性顯著提高。
測(cè)試表明,涂層中納米SiO2(VK-SP30)的用量為0.3-1.5%,并改善了所得納米涂層的穩(wěn)定性和流平性。涂膜的耐擦洗性是原來的兩倍,耐堿性從原來的改變了。48h無異常增強(qiáng)為7d無異常,抗老化時(shí)間從以前的500h延長(zhǎng)到1000h。
總結(jié)
納米無機(jī)氧化物應(yīng)用于水性防腐蝕涂料中,能夠有效改善涂料和基材表面的理化性質(zhì),增強(qiáng)涂層的機(jī)械性能和防腐蝕性能。