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行改性，實現(xiàn)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成為當前水性防腐蝕涂料研究領域的前沿和熱點。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、光學效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等特殊結構性質，能夠賦予水性防腐蝕涂料許多常規(guī)顏填料無能化方向發(fā)展。

下面就來介紹幾種可以應用于水性防腐蝕涂料中納米氧化物材料。

納米無機氧化物

納米無機氧化物來源廣泛、組成穩(wěn)定、制造成本低，其均勻分散于水性防腐蝕涂料中，能夠降低涂層對腐蝕離子的滲透性，顯著增強涂層的機械性能和防腐蝕性能。

因此，將納米無機氧化物摻加到水性防腐蝕涂料中具有巨大的應用價值。

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(xiàn)經適當相對分子質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粒子表面性質關系到納米粒子能否以納米級穩(wěn)定分散在水性涂料中，通過利用改性物對納米ZnO粒子表面進行改性，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、堅實且能有效延緩腐蝕介質向基材滲透的涂層。

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、無等特點。廣泛應用于各種涂料油漆、塑料、橡膠、陶瓷、耐火材料等產品的補強增韌，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、耐磨損的無機非金屬材料，自上世紀70年代中期以來，國際上發(fā)達國家投入巨資研發(fā)氧化鋯系列產品，將氧化鋯的應用領域擴展到結構材料和功能材料，同時氧化鋯也是國家產業(yè)政策中重點鼓勵發(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(wěn)定劑穩(wěn)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)動機。熱障涂層利用陶瓷的隔熱和抗腐蝕的特點來保護金屬材料，不僅可以提高油料的燃燒效率，而且可以極大地延長發(fā)動機的壽命，在航空、航天、海面船舶、大型火力發(fā)電和汽車動力等方面具有重要的應用價值，是現(xiàn)代國防尖端技術領域中的重要技術之一。

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復合涂層的陽極腐蝕電流比未涂覆之前降低了1-2個數(shù)量級，并且重量損失減少了3倍。當納米SiO2的質量分數(shù)為0.91％時，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％，陽極腐蝕電流減少了一個數(shù)量級，低頻區(qū)域的涂層阻抗值增加了超過2個數(shù)量級，并且耐腐蝕性顯著提高。

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(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無異常增強為7d無異常，抗老化時間從以前的500h延長到1000h。

總結

納米無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，增強涂層的機械性能和防腐蝕性能。