作者：房亞楠1,2, 秦立光1, 趙文杰1,, 白琴2, 張昕1, 烏學東1
來源：1. 中國科學院海洋新材料與應用技術實驗室 浙江省海洋材料與防護技術重點實驗室中國科學院寧波材料技術與工程研究所 寧波 315201
2. 上海大學材料科學與工程學院 上海 200072

 

   1 前言

 

 

 

    海洋覆蓋了約71%的地球表面，蘊含著豐富的資源。近年來，隨著對資源的強勁需求以及海洋產(chǎn)業(yè)亟需發(fā)展，海洋的開發(fā)正引起國家高度重視。

 

    海洋環(huán)境具有強腐蝕性，各種海洋設施以及船舶和裝備等在海洋環(huán)境下腐蝕嚴重，所以嚴酷的腐蝕問題是海洋開發(fā)必須面對的。目前，海洋材料防護的主要措施包括：涂料、緩蝕劑、表面處理與改性、電化學保護（犧牲陽極、外加電流陰極保護）等，其中涂裝涂料是應用最普遍、最經(jīng)濟的措施，國內(nèi)外在海洋防腐領域應用的涂料包括環(huán)氧類、聚氨酯類、橡膠類、氟碳類、有機硅類、富鋅涂料等，而氟碳涂料由于具有突出耐腐蝕性、優(yōu)異的耐化學藥品性和良好的耐污性，在重防腐高端市場應用較廣。

 

    氟碳涂料是以含氟樹脂為主要成膜物的系列涂料的統(tǒng)稱，氟碳樹脂具有大量的C—F 化學鍵。C—F 鍵的鍵能高達485.6 kJ/mol，故極性小，分子結構穩(wěn)定。從結構上看，氟碳樹脂的結構單元中含有3 個F，形成螺旋式的三維排列緊緊包圍分子中的每個C—C 鍵，填充C—C 鍵縫隙，最大程度上保證了結構的完整性和緊密性，這就阻止了許多液體和氣體對漆膜的滲透，除具有優(yōu)異的耐腐蝕性外，氟碳樹脂的耐候性、耐化學品及耐污性等綜合性能優(yōu)良，故廣泛應用于鋼結構建筑、橋梁、船舶、軌道車輛、管道、化工設施和彩涂鋼板的防腐。國內(nèi)的北京故宮、北京國際機場、東方明珠電視塔、三峽工程和香港匯豐銀行，國外的法國世紀之門、美國文藝復興中心等標志性建筑已大量使用氟碳涂料。

 

 

2 氟碳涂料在防腐領域的研究現(xiàn)狀

 

 

 

    目前，國內(nèi)外對于氟碳涂料在防腐領域的應用研究較多，主要從不同種類氟碳涂料的耐蝕性，以及改性對氟碳涂料耐蝕性影響兩方面展開，本文從氟碳涂料的類型和氟碳涂料的改性兩方面來討論氟碳涂料在防腐領域的研究現(xiàn)狀。

 

    2.1 氟碳涂料的類型

 

    氟碳涂料的發(fā)展經(jīng)歷了熔融型、溶劑可溶型和可交聯(lián)固化型等階段。近年來，又研發(fā)了水性、高固體分和粉末類氟碳涂料。不同類型的氟碳涂料耐蝕性差異較大，同一類型的氟碳涂料因其共聚單體不同，故結構單元不同，導致涂料的防腐性能也會有所不同。

 

    2.1.1 熔融型氟碳涂料

 

     熔融型氟碳涂料是最早的氟碳涂料品種，需高溫烘烤成膜。聚氟乙烯（PVF）、聚偏二氟乙烯（PVDF） 和聚四氟乙烯（PTFE）均可加工成熔融型氟碳涂料。

 

    （一） PVF

 

    分子結構如圖1。用PVF樹脂加工而成的氟涂料簡稱PVF 涂料。PVF 具有優(yōu)異的防腐性、極佳的力學性能、延展性和耐候性。相比于其他氟碳樹脂，PVF 對金屬和非金屬材料有很強的附著力，使用時不需另用底漆，涂膜柔韌、耐折、抗沖擊，故應用范圍廣泛。

 

 

    PVF 的熱分解溫度與熔體流動溫度接近，因此不能進行通常的熔融加工，須使用大量潛溶劑（在常溫下不能溶解樹脂，達到一定溫度可以溶解樹脂的溶劑為潛溶劑），以增大滯流狀態(tài)的溫度區(qū)間及降低PVF樹脂的流動溫度，使涂料的加工成膜成為可能。

 

    綜合來看，PVF的優(yōu)缺點分別為：耐腐蝕、耐化學藥品性能優(yōu)良，價格相比于其他氟碳樹脂較為低廉；需烘烤，要求快干，光亮度和豐滿度較差，故不適宜刷涂。

 

    （二） PVDF

 

    PVDF 樹脂是由偏氟乙烯聚合而成，其分子結構見圖2，分子式為—（CH2—CF2）—n。從分子結構而言，由于聚烯烴分子的碳鏈呈鋸齒形，其H被電負性較大的F 取代后，與相鄰的F 相互排斥，從而使得F 不在同一平面內(nèi)，并沿C鏈螺旋分布，故在C鏈的四周被一系列性質(zhì)穩(wěn)定的F 所包圍，這種幾乎無間隙的空間屏障使得任何原子或基團都不能進入其結構內(nèi)部而破壞C鏈，因而表現(xiàn)出極高的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。

 

 

    PVDF獨特的分子結構決定了其具有獨特的結晶形態(tài)和良好的耐熱性，具有優(yōu)異的抗紫外線和氣候老化性能，可制備無針孔涂層，耐腐蝕性能良好。

 

    由于PVDF 結晶性很強，由熔融態(tài)至冷卻固化態(tài)時易形成大的球晶，故PVDF涂膜易出現(xiàn)針孔，涂層也會因為收縮而產(chǎn)生氣泡，最終使涂膜脫離，所以PVDF需選用其它樹脂材料進行共混改性。為了進一步提高涂膜的性能，也可加入適量的填料、稀釋劑、顏料和各種助劑等。為了提高涂層與基材的附著力，環(huán)氧樹脂常被選作底漆。

 

    （三） PTFE

 

    PTFE 的分子結構見圖3。C—C分子主鍵周圍因被F 以螺旋形所包圍，F(xiàn) 成為C 鍵的屏蔽層使之不受活潑分子如氫氟酸，甚至“王水”的侵蝕，因而具有極好的耐腐蝕性。除此之外，它的分子式為—（CH2—CF2）—n，分子鏈的F 對稱分布，故PTFE 是呈中性的非極性高聚物，這樣就使材料在腐蝕環(huán)境中受化學和電化學作用的影響降低到較低程度。

 

 

    但PTFE 主鏈的剛性及結晶性較高，而且不帶任何功能基團，這使其加工性、溶解性和相容性很差，成型和二次加工困難。使用PTFE懸浮液制備涂層時，存在孔隙率高和難以制備厚涂層等缺點，涂層防腐性能差，以致不能單獨使用。這些缺陷在一定程度上限制了其在防腐蝕領域的廣泛應用，在防腐蝕領域常采用以金屬材料為基體、以PTFE 為內(nèi)襯的復合材料來進行防腐。

 

    2.1.2 溶劑、可交聯(lián)固化型氟碳涂料

 

    溶劑型氟碳涂料是在融熔型氟碳涂料基礎上開發(fā)出的又一氟碳涂料品種，其是以多種含氟單體與帶側(cè)基的乙烯單體或其它極性乙烯單體共聚的方式制得，減少了結晶性，增加了溶劑可溶性。在研發(fā)了溶劑型氟碳涂料后，為了進一步提高含氟涂料的溶解性能，增加固含量，改善施工性能，人們又在氟碳樹脂中引入—OH—及—COOH—等官能團，可與異氰酸酯、三聚氰胺和氨基樹脂等進行交聯(lián)固化，交聯(lián)固化反應式見圖4。與PVDF相比，氟碳樹脂被賦予了一定的活性官能團，不但具備自身的優(yōu)良性能，而且由于官能團的引入，增加了其在有機溶劑中的溶解性，與顏料及交聯(lián)劑的相容性、光澤、柔韌性及施工性能都得到了改善。

 

 

    1982 年日本旭硝子公司率先成功開發(fā)出由氟乙烯和乙烯基醚共聚成的溶劑可溶涂料用氟樹脂，與PVDF 相比具有一定的活性官能團，既可以溶于溶劑，又可以由氨基樹脂或異氰酸酯固化實現(xiàn)中低溫固化成膜[38]。形成的涂膜同樣具有優(yōu)異的耐腐蝕性能和耐候性能，廣泛應用于建筑、戶外、橋梁和其它重防腐耐候場合。

 

    目前，典型的溶劑型氟碳樹脂主要是FEVE 型（氟烯烴和烷基乙烯基醚或氟烯烴和烷基乙烯基酯交互排列的共聚） 氟碳樹脂，分子結構見圖5。

 

 

    武予鵬等通過綜合評估FEVE型氟碳涂料和相配套的體系發(fā)現(xiàn)，在鋼鐵結構的長效防腐效果方面，氟碳涂料比之前的體系（如醇酸、過氯乙烯和聚氨酯等） 都要優(yōu)秀，能夠滿足國民經(jīng)濟發(fā)展對防腐領域日益提高的要求，有廣泛的應用價值和前景。

 

    劉秀生研究了5 種（三氟氯乙烯/乙烯基酯、三氟氯乙烯/乙烯基醚、四氟乙烯/乙烯基醚、四氟乙烯/乙烯基酯和二氟氯乙烯/乙烯基醚） 常溫固化四元共聚氟碳樹脂的特性，再加入固化劑和分散劑等配制常溫固化氟碳涂料。結果證明，5 種常溫固化氟碳涂料都具有優(yōu)異的防腐性能。作者將篩選出來的氟碳樹脂分別制成不同顏色的氟碳面漆（灰色、藍色、白色、深灰色和黑色），與研制的無毒底漆、無溶劑耐磨中間漆形成配套涂層體系，涂層總厚度為280 μm，涂層在經(jīng)過5000 h中性鹽霧實驗后，無生銹、起泡等破壞現(xiàn)象，如圖6所示，說明耐蝕性能優(yōu)異。

 

 

    吳士軍以FEVE 型油性氟碳涂料和FEVE 型水性氟乳液為研究對象，開展了環(huán)氧底漆-氟碳面漆（A），環(huán)氧底漆-聚氨酯中間漆-氟碳面漆（B） 和水性氟碳底漆-水性氟碳面漆（C） 3 種涂層體系防腐性能的研究。經(jīng)過Cl-電遷移快速實驗（RCM） 后表面的變化情況見圖7。涂覆氟碳涂料的混凝土試件表面經(jīng)過RCM后，無論是油性氟碳涂層還是水性氟碳涂層表面都會有起泡現(xiàn)象，B 涂層最少，A 涂層次之，C涂層最多。其原因在于：雖然兩種涂層都是人工涂刷，但是B 涂層含3 層，較A 涂層增加了中間漆，不僅增加了膜厚，而且中間漆作為面漆和底漆的銜接層，與上下層都有良好的附著力，提高了涂層的抗?jié)B性。還可以看出，C涂層的表面不僅大量起泡，而且還出現(xiàn)了破裂現(xiàn)象。表明前兩種體系顯著降低了Cl-的侵蝕，耐蝕性更強，能夠應用于海洋環(huán)境鋼筋混凝土結構浪花飛濺區(qū)的防護。水性氟碳涂料是以水為分散介質(zhì)，涂膜中含有一些親水基團（如—OH） 與水發(fā)生反應，使得水分傳輸通道變寬，因此加快了氯鹽的侵蝕，相比于油性氟碳樹脂耐蝕性有所下降。

 

 

    鐘鑫等以三氟氯乙烯、乙烯基化合物共聚物（亦稱FEVE 樹脂） 為基料，異氰酸酯為固化劑制成常溫固化型雙組分重防腐氟碳涂料，分析討論了樹脂的氟含量、固化劑種類對涂料防腐性能的影響。

 

    結果表明，F(xiàn) 含量越大，氟乙烯單元與乙烯基醚（酯）單元之間交替性排列越好，形成的共聚體結構越致密，能更好的阻礙侵蝕性離子的破壞，耐蝕性越好；另一方面，由于已固化成膜的氨酯鍵在堿性或酸性催化作用下會逐步水解，而固化劑六亞甲基二異氰酸酯（HDI） 三聚體發(fā)生水解反應較HDI 縮二脲慢些，且生成分子量相對小的產(chǎn)物較少。說明氟碳涂料的防腐性能與其固化劑有很大關系，HDI 三聚體漆膜的耐蝕性優(yōu)于HDI縮二脲。

 

    2.1.3 水性氟碳涂料

 

    近年來，氟碳涂料在防腐領域的發(fā)展方向會順應世界涂料發(fā)展趨勢，向水性化、高固體化和粉末化發(fā)展，以更好地適應防腐以及環(huán)保的要求。

 

    廣義上講，凡是以水為介質(zhì)的氟碳涂料都是水性氟碳涂料。水性氟碳涂料除了具有傳統(tǒng)氟碳涂料超強防腐效果外，還具有安全、環(huán)保的優(yōu)點，符合涂料的綠色環(huán)保發(fā)展趨勢，可廣泛用于航空、船舶、機械、鐵道橋梁、建筑、交通車輛、家用電器和工程塑料等領域，是近年來的研究熱點。但受合成技術、性能等因素影響，水性氟碳樹脂在工業(yè)涂料領域的應用還十分有限。

 

    晏高翔對水性防腐涂料的基料體系進行了篩選，選擇氟碳乳液作為實驗基料，選用復合鐵碳粉與自制改性Zn3（PO4）2作為顏料體系，并研究了其對涂料防腐性能的影響。結果表明，隨著復合鐵鈦粉用量的增加，涂料的耐鹽霧性能先升高后降低，原因是當復合鐵鈦粉的質(zhì)量分數(shù)達到一定值后，形成的磷化膜已經(jīng)相當致密，繼續(xù)增加復合鐵鈦粉的用量會使顏料填料增多導致基料占比下降，漆膜的附著力和封閉性下降，致使涂料的防腐性能下降。

 

    盡管水性含氟涂料制備技術已從初期的摸索逐步進入了應用階段，但仍有很多問題有待解決，比如閃蝕現(xiàn)象，以及涂膜具有水敏感性，使得涂膜附著力喪失，從而引起金屬腐蝕等；水性氟碳樹脂的致密性也不如溶劑型，耐蝕性有所下降。

 

    2.1.4 高固體分和粉末氟碳涂料

 

    除水性外，環(huán)保型氟碳涂料的另一個主要方向就是高固體分、粉末化。一般認為，固含量70%以上的涂料是高固體分涂料。高固體分涂料主要以低分子量、低粘度的液體樹脂及固化劑體系為基料，使用活性稀釋劑來進一步降低體系粘度，從而保證涂料體系的綜合性能。

 

    普通氟碳涂料中一般含有大量可揮發(fā)有機溶劑，在涂料施工后會揮發(fā)到大氣中，不僅造成涂層缺陷，難以滿足防腐要求，而且也污染了環(huán)境[53]。高固體分氟碳涂料一次涂裝的膜厚是溶劑型涂料的1~4倍，一次施工可得到較厚的涂層，減少了施工次數(shù)，降低了成本。另外，該涂料所含的溶劑少，涂層的密閉性能好，提升了涂料的防腐性能。同時，它在施工中揮發(fā)的溶劑少，減輕了對環(huán)境的污染，可有效節(jié)約能源。適合在封閉艙室、儲罐內(nèi)壁等有限空間的鋼結構表面進行高性能、低表面處理的防腐涂料具有巨大的應用前景。

 

    辛勝杰選用FEVE 類型的氟碳樹脂，選用異氰酸酯為固化劑，加入填料，涂料質(zhì)量固體分設計值為70%，揮發(fā)性有機化合物（VOC） 設計值最大為420 g/L，經(jīng)測試，發(fā)現(xiàn)高固體組分氟碳涂料有著與常規(guī)氟碳涂料一樣優(yōu)異的耐候性能和施工性能，其實際體積固體分（SVR） 與設計值比較接近，約為60%，VOC 為340 g/L，較低，是典型的綠色環(huán)保型涂料。

 

    解決VOC問題的另一有效手段就是研發(fā)粉末氟碳涂料。熱塑性氟碳粉末涂料具有優(yōu)異的綜合理化性能，可抵抗鹽酸、氟硼酸、硫酸以及NaOH等介質(zhì)腐蝕，且涂層黏著牢固、堅韌、無針孔，表面光潔不沾垢，顯示了優(yōu)良的耐腐蝕性能，但由于其固化溫度高，涂裝困難，應用受限。

 

    鞏永忠等制備了以三氟氯乙烯為主要共聚單體熱固性氟粉末樹脂，并研究了FEVE 型粉末樹脂的性能，發(fā)現(xiàn)制得的粉末含氟涂料具有附著力好、硬度高、光澤高，優(yōu)異的耐候性、耐化學性和高裝飾性等特點，并且具有優(yōu)異的耐化學品腐蝕性，而且還具有良好的物理與力學性能，氣體的滲透性低。雖然粉末氟碳涂料開發(fā)較晚，工藝復雜，但涂裝過程穩(wěn)定，效率高，損失少，隨著防腐涂料的高性能及多功能化，粉末氟碳涂料將會有更大的發(fā)展前景。目前，高固體分涂料還存在干燥時間長，易出現(xiàn)縮孔和流掛[54]以及涂裝成本高、所用固化劑毒性大、對施工者危害較大等缺點。

 

    2.2 氟碳涂料的改性

 

    盡管氟碳涂料有很多優(yōu)異的性能，但也存在一些問題：一般均需高溫固化，固化時間長、大面積施工不方便、附著性差、與顏填料的潤濕性差，價格較貴等。為了能更好地發(fā)揮和體現(xiàn)氟碳涂料的防腐蝕性能，在不斷開發(fā)新品種的同時，也有許多學者通過多種方法對氟碳涂料進行改性，以獲得性能更加優(yōu)異、價格更加合理的氟碳涂料，擴大其在防腐領域的應用。目前，改性的方法主要集中在化學改性、物理共混和填料改性3個方面。

 

    2.2.1 化學改性

 

    氟碳涂料的化學改性是指通過氟碳樹脂與低分子化合物的反應、氟碳樹脂的相互轉(zhuǎn)變、降解與交聯(lián)以及聚合物大分子間的反應來改變它的結構、提高性能，擴大氟碳涂料的應用范圍。常用于氟碳涂料改性的材料主要有：有機硅、環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂等。

 

    張艷麗引入有機氯、有機硅來改性氟樹脂，后將樹脂與其它組分進行復配制成氟碳涂料，研制出F 含量低且成本低的新型氟碳涂料，能賦予基質(zhì)理想的疏水疏油、耐溶劑和耐腐蝕性。

 

    施明德用環(huán)氧樹脂改性偏二氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，可以大大提高氟樹脂在金屬底材表面的附著力，防腐性能更加優(yōu)良。這主要是因為環(huán)氧和固化劑或環(huán)氧/聚酯/固化劑進行反應后形成交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡，而氟聚合物大分子能纏結于該網(wǎng)絡中，形成類似于半互穿聚合物網(wǎng)絡結構，從而大大提高其對底材的附著力，耐蝕性良好，并且改性氟樹脂涂料有良好的力學性能和耐有機溶劑腐蝕性能，具有廣泛的應用前景。

 

    楊保平等利用環(huán)氧樹脂對氟聚合物進行改性，后將環(huán)氧改性氟樹脂、N-3390 固化劑和納米TiO2組成氟碳涂料。結果表明，涂料具有良好的物理與力學性能和耐鹽霧性能（表1），表面能較低，可用于艦船的防污防腐。并且隨著氟樹脂用量的提高，表干時間和凝膠時間縮短，交聯(lián)速率提高，原因是環(huán)氧樹脂與氟樹脂反應，使環(huán)氧基團形成了部分開環(huán)，增加了主鏈上的羥基密度，提高了與固化劑中—NCO基團的反應活性；環(huán)氧樹脂與氟樹脂通過接枝共聚增強了與固化劑的相容性，從而增加了主鏈上—OH與—NCO的反應幾率。

 

 

    化學改性氟碳樹脂作用機理主要包括：（1） 通過與氟碳樹脂發(fā)生化學反應，產(chǎn)生牢固的化學交聯(lián)點，提高涂層與基材的附著力，增大涂層的交聯(lián)密度，提高氟碳涂料的耐腐蝕性；（2） 通過引入官能團—COOH 和—OH，可以提高與固化劑中—NCO 基團的反應活性，從而增大涂層的交聯(lián)密度，提高氟碳涂料的成膜性，改善氟碳涂料的耐腐蝕性能。而化學改性氟碳樹脂的缺點在于：（1） 發(fā)生化學改性的反應條件要求精確，存在不可控因素；（2） 由于發(fā)生化學反應，雖然可以改善其某方面性能，但有時也會引起其他性能的下降。

 

    2.2.2 物理共混

 

    物理共混就是將合適的樹脂與氟碳樹脂混合，再加入固化劑、促進劑和添加劑等固化成型。

 

    邊潔等以聚苯硫醚為共混改性組分，與氟樹脂共混形成粉末涂料，制備了共混及多層防腐涂層。由于聚苯硫醚中S 的孤對電子和金屬基體的Fe3+發(fā)生配位，生成具有一定數(shù)量的多核大分子配合物，所以和金屬粘接性良好，可在金屬表面形成牢固的涂層。

 

    Moraga 等將二甲基丙烯酰胺（PDMA），PVDF和PTFE 共混，制備了三元混合涂層，將所得的3 種不同含量的三元混合涂層與PDMA比較發(fā)現(xiàn)，三元混合涂層對裸鋼的腐蝕防護作用優(yōu)于PDMA涂層。

 

    相比化學改性，物理共混改性較為容易，但存在可共混樹脂種類有限、要求較高（相容性需良好）、各分子間的相互結合力較弱等缺點。

 

    2.2.3 填料改性

 

    目前，美國、日本和加拿大等幾個國家對制備高防腐性能涂料的研究已經(jīng)轉(zhuǎn)向納米粉體材料的加入。納米粉體填料能夠發(fā)揮納米粒子所具有的特點，產(chǎn)生表面效應、小尺寸效應和量子尺寸效應等，從而增強傳統(tǒng)涂料的各項功能。

 

    （一） 無機納米粒子改性無機納米粒子改性氟碳涂料可以大大提高涂層的防腐性能，其作用機理為：首先，無機納米粒子尺寸小，可以有效填充有機涂層固化過程產(chǎn)生的結構微孔，形成致密化的涂層；其次，納米粒子在涂料中起到物理交聯(lián)點作用，可以改善氟碳涂料的成膜性，增大有機涂層與基體間的結合力，增強防腐蝕性能；第三，無機納米粒子的加入還可以降低腐蝕介質(zhì)滲透速率，提高涂層的耐蝕性。

 

    趙培艷利用氟碳樹脂和鈦納米鱗片的雙重優(yōu)勢，研制了高耐蝕性的涂料，并對其進行了測試。結果表明，復合氟碳樹脂涂料防腐蝕效果良好。原因在于鈦納米鱗片可以填補由于涂料固化所產(chǎn)生的結構微孔，隔絕了被保護基材與外界相連的通道，使涂層致密。并且由于鈦納米鱗片為片狀結構，添加到涂料中可產(chǎn)生“迷宮效應”，使腐蝕介質(zhì)滲透到基材的路徑大大增長，從而增強涂層的抗腐蝕性能。

 

    Jiang將環(huán)氧樹脂、納米SiO2、氟碳樹脂、納米TiO2和氟化丙烯酸酯改性聚氨酯樹脂按一定比例混合得到復合涂層。該涂層具有良好的附著力、耐酸堿和防腐蝕性。納米TiO2和SiO2的加入既可以填充缺陷，又可以改善涂層的成膜性，增大結合力，而環(huán)氧樹脂、氟碳樹脂和氟化丙烯酸改性聚氨酯的共混也在一定程度上改善了涂層的成膜性，還解決了氟碳涂料價格昂貴的問題。

 

    （二） 導電填料

 

    在氟碳涂料中加入炭黑、石墨烯、碳納米管和導電高分子材料等填料，可以形成功能網(wǎng)絡，提高涂層的致密性，阻止腐蝕液體的進入，使氟碳涂料的耐蝕性更好。其次，從電化學角度，可以提高復合材料的熱、電性能，使電位趨于一致，或者起到陽極保護和屏蔽的作用，從而抑制金屬的電化學腐蝕，增強氟碳涂料的耐蝕性。

 

    李玉峰等以水性氟碳乳液為成膜物，制備了聚苯胺-蒙脫土-氟碳乳液復合防腐涂料，對Q235 鋼防護效果顯著。該涂料具有優(yōu)異防腐性能的原因在于聚苯胺具有穩(wěn)定的鏈結構以及鏈上的氮雜原子對金屬具有強吸附性，所以對金屬具有陽極保護和屏蔽作用，加入蒙脫還可以改善氟碳乳液成膜性不好的問題，故聚苯胺/蒙脫土復合材料在涂層厚度方向上的高阻抗與聚苯胺的緩蝕陽極保護作用相結合，涂層對Q235鋼的防腐效果優(yōu)異。

 

    唐守秋等在PTFE 樹脂和聚苯硫醚為主成份的涂料中加入MoS2和聚全氟乙丙烯等成份，并采用分層過渡的方法，經(jīng)噴涂和塑化制取一種性能優(yōu)良的防蝕不粘涂層，耐蝕性優(yōu)良。在靜態(tài)介質(zhì)腐蝕實驗中，將該涂層置于40% （質(zhì)量分數(shù)） HNO3溶液中，以及50% （質(zhì)量分數(shù)） NaOH溶液中，浸泡1200 h無變化；對該涂層進行動態(tài)介質(zhì)腐蝕測定，試樣處于室溫至80 ℃交替溫度下，磁力攪拌機轉(zhuǎn)速為350 r/min，時間為800 h，試樣置于98% （質(zhì)量分數(shù)） H2SO4溶液以及50% （質(zhì)量分數(shù)） NaOH溶液中均無變化。由此可見，該涂層特別適用于化學工業(yè)中動態(tài)條件下強酸、強堿及強氧化性介質(zhì)等重防腐蝕領域。

 

    姜兆華等[在氟碳樹脂中添加了導電炭黑制備導電涂料，分析了導電炭黑的添加量對涂膜防銹壽命的影響，發(fā)現(xiàn)隨著導電炭黑添加量的增多，氟碳涂膜的抗腐蝕能力在明顯降低。主要原因是：碳系的導電填料其標準電極電位比Fe 的標準電極電位較正，因此所制得的防靜電涂層對儲罐內(nèi)壁是腐蝕電池的陰極，使罐壁鋼板成為陽極，當水分等腐蝕介質(zhì)存在時，便發(fā)生如下的電化學腐蝕：

 

 

    在溶液中的綜合反應：

 

 

    同時，炭黑的添加影響了涂層的致密性。炭黑作為無機粉體填料添加到涂料里，形成涂膜時受到炭黑表面形狀、粒徑、涂料體系中表面潤濕劑和溶劑的影響，在樹脂和無機導電炭黑之間會形成結合的缺陷，從而影響整個涂膜的致密性，使得涂層的耐蝕性下降。由此可見，導電填料的添加也會降低涂層的耐蝕性能，故添加導電填料時應注意導電填料的電極電位大小以及導電填料與樹脂的相容性問題。

 

 

    3 結語

 

 

 

 

    通過物理、化學方法對氟碳涂料進行改性，可使氟碳涂料獲得更加優(yōu)異的性能。為滿足環(huán)境需求，今后氟碳涂料會向高固體化、無溶劑化、粉末化和水性化發(fā)展，相信隨著人們對氟碳涂料研究的深入，氟碳涂料會在防腐領域發(fā)揮更大的作用。

 

       參考文獻（略）