納米氧化物在水性防腐蝕涂料中的應用
晶瑞新材料 甘先生 18620162680 （微）
利用納米氧化物材料對水性防腐蝕涂料進(jìn)行改性，實(shí)現不同材料之間的優(yōu)勢互補，制備高性能、功能化的防腐蝕涂層已經(jīng)成為當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構和性能上不盡相同，使得涂層防腐蝕性能增強的機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、表面效應、光學(xué)效應、量子尺寸效應、宏觀(guān)量子隧道效應等特殊結構性質(zhì)，能夠賦予水性防腐蝕涂料許多常規顏填料無(wú)法產(chǎn)生的高強度高韌性、低收縮等特性，從而使傳統水性防腐蝕涂料向高性能、功能化方向發(fā)展。
下面就來(lái)介紹幾種可以應用于水性防腐蝕涂料中納米氧化物材料。
納米無(wú)機氧化物
納米無(wú)機氧化物來(lái)源廣泛、組成穩定、制造成本低，其均勻分散于水性防腐蝕涂料中，能夠降低涂層對腐蝕離子的滲透性，顯著(zhù)增強涂層的機械性能和防腐蝕性能。
因此，將納米無(wú)機氧化物摻加到水性防腐蝕涂料中具有巨大的應用價(jià)值。
納米二氧化鈦TiO2
納米二氧化鈦VK-T06是一種結構多樣的N型半導體材料，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，而且可以增強涂層的耐候性及防腐蝕性能。納米TiO2粒子的結構不同，提高涂層防腐蝕性能的程度也不同，其中介孔結構較其他結構而言，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對水性環(huán)氧涂料防腐蝕性能的影響，發(fā)現經(jīng)適當相對分子質(zhì)量的聚乙烯亞胺前處理的介孔型納米TiO2對水分和腐蝕電解液具有很好的阻礙作用，能夠顯著(zhù)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是一種具有獨特化學(xué)性能、生物性能和半導體性能的納米材料。此外，寬的能帶間隙、高的激發(fā)結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穩定分散在水性涂料中，通過(guò)利用改性物對納米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和小尺寸效應，提高漆膜基料和填料之間的相容性和緊密性，從而形成結構更加致密、堅實(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）基本特性及應用，因其硬度高、熔點(diǎn)高、尺寸穩定性好，具有防腐、防銹、絕緣、耐高溫、耐老化、耐磨傷、無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒等特點(diǎn)。廣泛應用于各種涂料油漆、塑料、橡膠、陶瓷、耐火材料等產(chǎn)品的補強增韌，特別是涂料油漆提高硬度強度，耐磨損，耐受性，耐劃傷性有著(zhù)顯著(zhù)的效果。納米氧化鋁VK-L30可在水 ，乙醇 ，醇類(lèi)、酯類(lèi)、PMA等多種溶劑里分散穩定均勻，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，耐洗刷達上萬(wàn)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(shù)脂、油性氟樹(shù)脂、油性環(huán)氧樹(shù)脂、硅丙乳液、聚氨酯、地板漆、光固化漆、輻射固話(huà)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(wú)機非金屬材料，自上世紀70年代中期以來(lái)，國際上發(fā)達國家投入巨資研發(fā)氧化鋯系列產(chǎn)品，將氧化鋯的應用領(lǐng)域擴展到結構材料和功能材料，同時(shí)氧化鋯也是國家產(chǎn)業(yè)政策中重點(diǎn)鼓勵發(fā)展的高性能新材料之一，目前正在被應用于各氧化鋯涂層材料；高性能Y2O3等穩定劑穩定的氧化鋯熱障陶瓷涂層材料，應用于高性能渦輪航空發(fā)動(dòng)機。熱障涂層利用陶瓷的隔熱和抗腐蝕的特點(diǎn)來(lái)保護金屬材料，不僅可以提高油料的燃燒效率，而且可以極大地延長(cháng)發(fā)動(dòng)機的壽命，在航空、航天、海面船舶、大型火力發(fā)電和汽車(chē)動(dòng)力等方面具有重要的應用價(jià)值，是現代國防尖端技術(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)數量級，并且重量損失減少了3倍。當納米SiO2的質(zhì)量分數為0.91％時(shí)，具有很好的耐腐蝕性。研究發(fā)現，使用納米SiO2改性的聚氨酯涂料后，浸沒(méi)腐蝕失重減少了70％，陽(yáng)極腐蝕電流減少了一個(gè)數量級，低頻區域的涂層阻抗值增加了超過(guò)2個(gè)數量級，并且耐腐蝕性顯著(zhù)提高。
測試表明，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定性和流平性。涂膜的耐擦洗性是原來(lái)的兩倍，耐堿性從原來(lái)的改變了。48h無(wú)異常增強為7d無(wú)異常，抗老化時(shí)間從以前的500h延長(cháng)到1000h。
總結
納米無(wú)機氧化物應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)，增強涂層的機械性能和防腐蝕性能。
