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功能性复合防腐涂层研究进展

功能材料 2024年第4期55卷 4051-4061,4071页

作者：齐昱白佳乐吴鹏王雨张琰图李雪礼延安大学化学与化工学院陕西省化学反应工程重点实验室陕西延安716000

防腐涂层作为一种关键的防护手段,被广泛应用于延长材料和结构的寿命,保护其免受腐蚀和损害。然而,单一防腐涂层常常难以满足复杂环境中的多重挑战。为了克服传统防腐涂层的限制,人们开始寻求新的防腐涂层技术,功能性复合防腐涂层应运... 详细信息

防腐涂层作为一种关键的防护手段,被广泛应用于延长材料和结构的寿命,保护其免受腐蚀和损害。然而,单一防腐涂层常常难以满足复杂环境中的多重挑战。为了克服传统防腐涂层的限制,人们开始寻求新的防腐涂层技术,功能性复合防腐涂层应运而生。介绍了防腐涂层的研究现状、制备方法、性能以及在实际应用中的表现。阐述了功能性复合防腐涂层的种类和组成,对当下的功能性复合防腐涂层现状进行了分析总结,并对其应用前景进行了展望。

关键词：防腐涂层复合涂层腐蚀功能性制备方法

盐分环境下水性混凝土防腐涂层失效规律对比研究

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公路交通科技 2024年第1期41卷 44-53页

作者：杨明达王来发吴永畅樊涛青海省交控建设工程集团有限公司青海西宁810021 长安大学陕西西安710061 西安华泽道路材料有限公司陕西西安710065

为实现分析混凝土结构物水性防腐涂层的服役效果和预期寿命,充分考虑盐渍土地区温度交替变化大、盐分环境多样等影响因素,进行混凝土防腐涂层的长期失效规律研究。本研究通过涂装3种体系的水性混凝土防腐涂层,对其干湿循环和长期浸泡状... 详细信息

为实现分析混凝土结构物水性防腐涂层的服役效果和预期寿命,充分考虑盐渍土地区温度交替变化大、盐分环境多样等影响因素,进行混凝土防腐涂层的长期失效规律研究。本研究通过涂装3种体系的水性混凝土防腐涂层,对其干湿循环和长期浸泡状态下的涂层宏观形貌、微观表面形貌进行分析,并测试不同循环周期下的涂层光泽度、色差值、附着力等指标,采用logistic曲线、S型曲线和二次函数曲线分别对涂层的光泽度、色差和附着力分别拟合分析并预测服役寿命。结果表明:水性环氧涂层(ES)、水性氟碳涂层(FS)、水性丙烯酸涂层(AS)在长时间盐分作用下均逐渐失效,均产生涂层孔隙扩大,内部填料流失,涂层分层断裂的过程;其中FS涂层、ES涂层和AS涂层在干湿循环60 d后完全失光,70 d后明显变色,在长期浸泡90 d后颜色变化趋近平缓,其各自涂层的附着力随干湿循环周期增加也逐渐下降;通过光泽度、色差和附着力指标进行系数加权的方法所预测的FS,ES,AS涂层寿命分别为2.45,2.48,2.74 a,与实际盐分环境下涂层寿命接近。所建寿命预测加权分析方法能较好地反映不同树脂类型涂层的盐分腐蚀规律,可为盐渍土地区准确评估实际环境影响因素下混凝土腐蚀行为及涂层防护效果提供依据。

关键词：道路工程失效规律干湿循环防腐涂层盐分环境

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基于植酸掺杂聚苯胺的光热自修复防腐涂层

功能高分子学报 2024年

作者：林伟刘江晴罗静江南大学化学与材料工程学院合成与生物胶体教育部重点实验室

以植酸掺杂聚苯胺（PA/PANI）作为光热转换材料和防腐蚀抑制剂构筑一种光热自修复智能防腐涂层。通过扫描电镜、电化学阻抗谱及盐雾测试研究了PA/PANI的比例以及添加量对涂层防腐性能及自修复性能的影响。结果表明，PA/PANI的加入能够... 详细信息

以植酸掺杂聚苯胺（PA/PANI）作为光热转换材料和防腐蚀抑制剂构筑一种光热自修复智能防腐涂层。通过扫描电镜、电化学阻抗谱及盐雾测试研究了PA/PANI的比例以及添加量对涂层防腐性能及自修复性能的影响。结果表明，PA/PANI的加入能够同时提高涂层的附着力、防腐性能和自修复性能。当m（PA）/m（PANI）为10∶1,w（PA/PANI）为1%时，PA/PANI在涂层中的分散性最好，涂层的拉拔附着力从2.06 MPa提升至3.48 MPa,800 h盐雾测试中未观察到任何腐蚀迹象。经过仅10 s的近红外光辐照后，涂层的表面划痕几乎完全消失，其阻隔性能得到有效恢复，低频阻抗值(|Z|f=0.1 Hz)从6.58×10～5Ω·cm2提升至2.25×10～8Ω·cm2。

关键词：植酸聚苯胺附着力光热自修复防腐涂层

金属有机框架(MOFs)材料在防腐涂层中的应用研究进展

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涂料工业 2024年第2期54卷 72-79,88页

作者：曹皓孙宏刚杨建军张静元杨琳娜陈万军胡文霞陈永福西南技术工程研究所重庆400039 重庆市环境腐蚀与防护工程技术研究中心重庆400039

有机涂层在固化过程或长期使用中会出现裂纹、微孔等局部缺陷,导致有机涂层的预期防腐效果大大降低。近年来,金属有机框架(MOFs)涂层在构建高效耐用的金属防护材料方面展现出巨大的潜力。介绍了MOFs材料的结构特点和近年研究进展,从4个... 详细信息

有机涂层在固化过程或长期使用中会出现裂纹、微孔等局部缺陷,导致有机涂层的预期防腐效果大大降低。近年来,金属有机框架(MOFs)涂层在构建高效耐用的金属防护材料方面展现出巨大的潜力。介绍了MOFs材料的结构特点和近年研究进展,从4个方面阐述了其在涂层中的防腐机理:通过MOFs的特殊结构改性纳米填料提高涂层抗渗透性、MOFs缓蚀剂阻止金属腐蚀、MOFs自修复材料弥补涂层缺陷、通过MOFs结构特性构建超疏水涂层。以上基于MOFs的复合防腐涂层已表现出巨大的研究潜力和商业价值,但MOFs涂层材料的大规模商业化应用,仍需在环保、低成本、产品稳定等多个方面做出努力。

关键词： MOFs 防腐涂层缓蚀剂自修复超疏水研究进展

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多功能防腐涂层材料的研究进展

电镀与涂饰 2024年第7期43卷 115-125页

作者：罗银胜范方强交通运输部南海救助局广东广州510235 广东巴德士新材料有限公司广东中山528400

[目的]金属设施及部件的腐蚀防护一直是工业发展中至关重要的问题,传统单一功能的防腐涂层材料已逐渐无法满足工业发展的需求。[方法]基于不同自然环境对防腐涂层材料的特殊要求,从金属在不同自然环境中的腐蚀机理出发,着眼于复合型防... 详细信息

[目的]金属设施及部件的腐蚀防护一直是工业发展中至关重要的问题,传统单一功能的防腐涂层材料已逐渐无法满足工业发展的需求。[方法]基于不同自然环境对防腐涂层材料的特殊要求,从金属在不同自然环境中的腐蚀机理出发,着眼于复合型防腐涂层材料的发展现状,重点分析了耐摩擦型、自修复型、超疏水型、抗菌型和防垢型5种复合多功能防腐涂层材料的应用情况及作用机理,并对复合型多功能防腐涂层材料的发展趋势及前景进行了展望。[结果]多功能防腐涂层材料在实际应用中表现出显著的性能优势,能够有效提升金属设施及部件的防护能力。[结论]多功能防腐涂层材料是现代工业防护的重要发展方向,具有广阔的应用前景和发展潜力。

关键词：防腐涂层耐摩擦自修复超疏水抗菌防垢综述

基于缓蚀剂负载型微纳米容器防腐涂层的研究进展

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涂料工业 2024年第9期54卷 56-63页

作者：刘晓艺尹红阳张青青罗静江南大学化学与材料工程学院江苏无锡214122

为了提高有机涂层的防腐能力与使用寿命,研究人员致力于将缓蚀剂通过微纳米容器封装后再与基料混合。这种方法相比于直接将缓蚀剂与基料混合,更能够提高其与基料的相容性,并实现缓蚀剂可控释放,从而增强涂层的防腐效果。综述了用于制备... 详细信息

为了提高有机涂层的防腐能力与使用寿命,研究人员致力于将缓蚀剂通过微纳米容器封装后再与基料混合。这种方法相比于直接将缓蚀剂与基料混合,更能够提高其与基料的相容性,并实现缓蚀剂可控释放,从而增强涂层的防腐效果。综述了用于制备微纳米容器的3种常见材料,包括无机材料(埃洛石、二氧化铈、介孔二氧化硅、碳空心微球等)、有机材料(微胶囊、多孔微球)和无机-有机复合材料,在此基础上介绍了多重防腐微纳米容器。此外,还总结了4种常见的缓蚀剂的封装方式(直接封装法、低压浸渍法、层层自组装封装、共价键结合法),并对缓蚀剂负载型微纳米容器未来的发展趋势进行了展望。基于缓蚀剂负载型微纳米容器防腐涂层在复杂环境下发挥着重要作用,能有效延长其使用寿命并提高防腐能力,是防止金属腐蚀的有效手段。

关键词：微纳米容器金属腐蚀防腐涂层微胶囊多孔微球

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聚脲在海管节点补口防腐涂层中的应用研究

涂料工业 2024年第7期54卷 60-64页

作者：相政乐张启发赵利赵岑贾振张祥海油发展珠海管道工程有限公司广东珠海519000

为简化海管节点施工工艺,同时降低节点补口成本,开展了喷涂聚脲在节点补口防腐涂层中的适用性研究。以国内A公司和国外B公司的喷涂聚脲分别制备海管节点防腐涂层,并对涂层性能进行系统全面的分析研究。结果表明:聚脲涂层均表现出优异的... 详细信息

为简化海管节点施工工艺,同时降低节点补口成本,开展了喷涂聚脲在节点补口防腐涂层中的适用性研究。以国内A公司和国外B公司的喷涂聚脲分别制备海管节点防腐涂层,并对涂层性能进行系统全面的分析研究。结果表明:聚脲涂层均表现出优异的力学性能、电绝缘性、耐水性及热处理后拉伸强度保持率,但是其与基材的界面黏结在阴极剥离试验后会出现失效的情况,同时2种涂层经盐、碱、酸处理后拉伸强度保持率也较差。

关键词：聚脲防腐涂层海管节点补口

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含铈纳米防腐涂层在金属防护中的研究进展

化工新型材料 2024年第S1期52卷 218-222页

作者：翟欣瑶张林生罗术徐力崔凯翔延安大学石油工程与环境工程学院延安716000 延安市质量技术检测研究院延安716000 延安市油气高效管输与流动保障工程技术研究中心延安716000

为了提高常规防腐涂层的防护效果与使用寿命,研究人员致力于开发新型纳米复合材料涂层。含铈化合物是一种高效的金属及合金缓蚀剂,将含铈化合物与常规涂层结合构建含铈纳米防腐涂层越来越受到研究人员的重视。目前,将含铈纳米防腐涂层... 详细信息

为了提高常规防腐涂层的防护效果与使用寿命,研究人员致力于开发新型纳米复合材料涂层。含铈化合物是一种高效的金属及合金缓蚀剂,将含铈化合物与常规涂层结合构建含铈纳米防腐涂层越来越受到研究人员的重视。目前,将含铈纳米防腐涂层分为含铈纳米防腐涂层、含铈纳米容器涂层和含铈自愈合纳米防腐涂层3大类,针对具体的制备方法及材料,又将其分为7个小类。介绍了每类代表性涂层的主要制备方法、结构及应用效果,阐明了铈在防护过程中的主要作用过程及机理,总结了其中的共性特点。面对当前含铈纳米涂层大规模应用存在的困难及挑战,提出相应的解决方法及思路,并对未来发展方向进行了展望。

关键词：金属腐蚀含铈化合物防腐涂层纳米涂层

碳钢和铝合金表面防腐涂层的失效研究及性能评估

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碳钢和铝合金表面防腐涂层的失效研究及性能评估

作者：李盛辉北京化工大学

学位级别：硕士

碳钢和铝合金是广泛应用的工程材料,表面涂覆有机涂层为最主要的防腐蚀手段之一。涂层保护技术的发展已经有五十多年的时间,关于涂层新材料的开发以及涂层性能的改进的研究报道很多,有些具备特定功能的涂层在相应的服役环境中的劣化规... 详细信息

碳钢和铝合金是广泛应用的工程材料,表面涂覆有机涂层为最主要的防腐蚀手段之一。涂层保护技术的发展已经有五十多年的时间,关于涂层新材料的开发以及涂层性能的改进的研究报道很多,有些具备特定功能的涂层在相应的服役环境中的劣化规律的研究也比较欠缺,但对有机涂层在使用过程中失效程度的现场检测与评估、使用寿命的预测是很重要而仍未得到有效解决的问题。本文主要采用电化学阻抗（EIS）测试、开路电位（OCP）监测等电化学测试方法,以及附着力测试、光泽度和色差测试等物理性能测试方法,研究了低合钢表面酚醛环氧导静电涂层和铝合金表面三种防腐涂层在几种加速腐蚀环境下的失效过程。通过扫描电镜观察与红外光谱等表征手段分析有机涂层的表面形貌和成分,研究涂层的失效机理。重点分析电化学参数与物化性能参数之间的相关性,采用中频相位角法对涂层防护性能进行快速评价,并采用寿命预测模型对涂层寿命进行预测。结论如下所示:（1）低合金钢/酚醛环氧导静电涂层试样在三种加速腐蚀环境下一段时间后均出现鼓泡或锈点而失效。SEM结果显示填料的脱落和溶出产生的孔隙在一定程度上为腐蚀介质的侵入提供了通道。在涂层中央出现鼓泡时,基体表面出现腐蚀产物,表明已经涂层失去保护作用,此时低频阻抗(|Z|0.01Hz)下降至1.0×10～6Ω·cm2。因此认为低频阻抗下降至1.0×10～6Ω·cm2作为涂层的失效依据。涂层试样在三种环境中OCP的变化与涂层后期|Z|0.01Hz的变化具有较好的相关性,可以用作评估涂层的防护性能一个参数指标。（2）低合金钢/酚醛环氧导静电涂层的色差在三种加速腐蚀环境中均表现为上升的趋势,其中在盐雾和高低温循环浸泡环境下的变化更大。在三种环境下涂层试样的附着力均随着时间缓慢下降,当附着力数值的衰减至约初始值的一半时,|Z|0.01Hz下降至1.0×10～6Ω·cm2。附着力衰减率接近50%也可以作为涂层失效的依据。FTIR结果表明在三种环境下涂层失效为物理变化,没有发生官能团的变化。（3）铝合金表面三种防腐涂层在盐雾环境中性能表现各异,超支化涂层的防腐性能更好,但是保色性能较差。纳米环氧防锈涂层/磷化底漆的防腐性能与无磷化底漆的纳米环氧防锈涂层基本一致,磷化底漆对于整个涂层体系的屏蔽性能影响不大,但是提高可涂层附着力。（4）通过研究电化学阻抗数据与低频阻抗相关性分析得出,相位角θ可用于涂层性能的快速评价。通过Pearson相关系数法计算低频阻抗模值(|Z|0.01Hz)与不同频率下的相位角θ的相关性,发现中频相位角的相关性最高,可以用于快速评价涂层性能。高频相位角θ15k Hz的突然下降,可以反映涂层的后期变化。（5）根据低频阻抗与实验时间之间的经验线性关系式对酚醛环氧导静电涂层的寿命进行预测,发现该关系式可以用于涂层剩余寿命的预测。基于低频阻抗与实验时间之间一级动力学方程,得到的寿命预测模型在涂层的整个劣化过程中均可以比较准确地预测寿命。

关键词：防腐涂层电化学阻抗失效判据性能评估寿命预测