纳米复合涂层的制备及其腐蚀性能研究

  (1.上海大学材料科学与工程学院，上海200072;2.上海大学纳米科学与技术研究中心，上海200444;3.上海电力学院环境工程系，上海200090)

   

    摘要:采用共混法，通过添加纳米复合材料AY-2对传统聚酯卷材涂料进行改性。结果表明:添加AY-2粉体使涂料黏度上升，并随着纳米粉体添加量的增加而增加;添加纳米AY-2粉体可在一定程度上提高涂膜的光泽、耐冲击性和T弯;添加纳米AY-2粉体的漆膜耐盐雾性能得到提高，电化学性能测试结果也与耐盐雾性测试结果一致。

    关键词:纳米复合涂层;耐腐蚀性;卷材涂料;电化学性能

    0引言

    卷材涂料是用于涂覆钢板、铝板表面的一种专用涂料，制成的预涂卷材广泛应用于建筑、汽车制造、船舶内部装饰、家电、家具及包装领域[1]。从1935年美国建立世界第一条单张彩涂钢板生产线至今，预涂卷材需求量和应用领域不断扩大，并且还在不断开拓[2]。

    进一步提高彩钢板表面涂层的质量是提高彩钢板品质的关键之一，表面质量体现了彩钢板的价值，而高耐腐蚀和耐划伤性能是其重要的特征。通常提高涂料耐腐蚀性和耐划伤性的主要途径是采用高性能树脂和高品质颜填料等。但是，在树脂和颜填料这些传统材料领域中，国外公司占据绝对的优势。如果按照传统方法来提升彩钢板卷材涂料技术含量的话，在与国外企业竞争中将处于不利地位。况且，实践证明，仅靠树脂的改进和涂料配方设计已不能解决涂层与钢板附着力进一步提高的技术难题，很难深度发展高性能特别是多功能卷材涂料，必须依靠技术创新。

    纳米科技的发展为提升传统产业技术含量提供了新的机遇。纳米技术在涂料领域的应用方向有两个:一是改善传统涂料性能，利用涂料的流变性与填料的粒径存在的一定关系，引用纳米技术可制得施工性能优良的纳米复合涂料，纳米粒子由于比表面积大，与有机树脂基质之间存在着良好的界面结合力，从而可提高原有涂层的强度、硬度、耐磨性、耐刮伤性等力学性能;二是制备出新的功能性纳米复合涂料，如军事隐身涂料、静电屏蔽涂料、纳米复合抗菌涂料、纳米界面涂料等[3]。近年来，纳米材料在涂料中的应用已取得突破的有:德国汽车耐擦伤清漆[4]，无机纳米粒子/树脂复合提高阻隔性能[5-6]，美国FosterProducts公司使用纳米级ZnO制成的抗紫外光老化的水性涂料[7]，美国NanophaseTechnologies公司将其生产的无机纳米材料应用于涂料，耐磨性提高了2～4倍[8-9]。因此，采用纳米技术提高卷材涂料综合性能尤其是耐腐蚀性能的研究具有重要的现实意义。

    本文所采用的新型纳米复合材料AY-2主要成分为硫酸钡和硫酸锶，与纳米TiO2、纳米SiO2、纳米CaCO3等传统纳米材料相比价格低廉、性能稳定、耐酸碱性强，且无公害，是新一代的环保材料。笔者前期分析了AY-2粉体的结构特征[10]。本文主要采用共混法添加AY-2粉体对传统卷材涂料进行改性，并用多种手段对纳米复合涂料及涂膜的性能进行研究。