【摘 要】
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金属材料是工业生产的基础,而金属在各种不同环境下的腐蚀是目前金属材料面对的一个主要问题,对金属进行防护势在必行,目前对金属表面防护最有效的方法就是利用涂层进行防腐。石墨烯作为一种新型的纳米材料,具有良好的导热性、优良的化学稳定性等性能,因此在涂料领域具有广阔的应用前景。但石墨烯在涂料体系中的应用具有两个局限性,一是石墨烯易团聚不能有效地在涂料中分散开,二是石墨烯易导电在腐蚀后期或漆膜破损时会加速金
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金属材料是工业生产的基础,而金属在各种不同环境下的腐蚀是目前金属材料面对的一个主要问题,对金属进行防护势在必行,目前对金属表面防护最有效的方法就是利用涂层进行防腐。石墨烯作为一种新型的纳米材料,具有良好的导热性、优良的化学稳定性等性能,因此在涂料领域具有广阔的应用前景。但石墨烯在涂料体系中的应用具有两个局限性,一是石墨烯易团聚不能有效地在涂料中分散开,二是石墨烯易导电在腐蚀后期或漆膜破损时会加速金属基材的腐蚀。本文以解决石墨烯在涂料体系中应用的两个局限性为基点,分别采用溶胶凝胶法和一步水热法制备出G-PDA-Al2O3复合材料、G-Al2O3复合材料,并用硅烷偶联剂对其进行疏水化改性,采用SEM、EDS、Raman、XRD、XPS、FTIR、CA、EIS、耐介质测试、耐盐雾测试等测试方法,揭示了材料形貌及内部微观结构,探究了材料导电性与涂层耐腐蚀性能之间的内在关系,有效提高环氧涂层的抗渗性,显著降低了腐蚀后期或漆膜出现破损时的腐蚀速率。所得研究成果如下:（1）采用E44和E20树脂作为成膜物质,低分子聚酰胺651和酚醛氨T31作为复合固化剂制备环氧清漆。探究了石墨烯添加量对涂层性能的影响,其中,0.5%G/EP涂层具有优异的机械性能和抗渗性,涂层的附着力1级,抗冲击性能50kg·cm,硬度0.75,柔韧性1级,在3.5%Na Cl溶液中浸泡30d后的拟合阻抗有5.05GΩ·cm~2。而后通过硅烷偶联剂KH-560和11-100对石墨烯进行疏水化改性,发现经KH-560改性后水接触角可以达到111°,经11-100改性后水接触角可以达到128.88°,可有效提高石墨烯在环氧涂料中的分散性,但漆膜在受到损伤后的耐腐蚀能力仍然较差。（2）分别采用溶胶凝胶法和一步水热法制备GPA和GA复合材料,将上述复合材料进行疏水化改性,改性后水接触角分别可以达到122°和147.42°。发现添加0.5%GPAZ的环氧涂层硬度可以达到0.76,附着力1级,抗冲击50kg·cm,在3.5%Na Cl溶液中浸泡30d后的低频区拟合阻抗可以达14.5GΩ·cm~2,表现出优异的耐酸碱能力,通过盐雾测试发现在受到损伤后,划痕处腐蚀速率较G/EP涂层有了很大的下降。添加0.5%GAZ的环氧涂层硬度可以达到0.86,附着力1级,抗冲击50kg·cm,在3.5%Na Cl溶液中浸泡30d后的低频区拟合阻抗可以达13.1GΩ·cm~2,同样表现出优异的耐酸碱能力,通过盐雾测试发现在受到损伤后,漆膜表面腐蚀产物扩散较慢,表现出优异的耐腐蚀能力。
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