不锈钢表面聚苯胺基复合涂层的制备与防腐蚀性能研究

• 作者: 曾皓 林冰 张寒露 张海兵 唐鋆磊 王莹莹 杨庆
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 不锈钢 聚苯胺 石墨 环氧树脂 防腐涂层 阳极保护
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 腐蚀与防护|Corrosion and Protection
• 页码范围: 93-104
• 页数: 12页
• 分类号: TG174.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.01.010

摘要

目的 制备一种新型复合防腐涂层,增强316L不锈钢在中高温硫酸溶液中的耐蚀性.方法 首先使用化学氧化法在石墨(G)颗粒表面原位聚合聚苯胺(PANI),制得PANI/G复合材料,再使用环氧树脂(EP)作为粘结剂,制备PANI/G/EP复合涂层.对比了PANI/G/EP复合涂层与PANI/EP复合涂层及添加氧化石墨烯(GO)制备的PANI/GO/EP复合涂层的电化学性能、附着力、导电性以及对应复合材料的导电性,同时探究了石墨与聚苯胺比例对PANI/G/EP复合涂层电化学性能的影响.通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线能谱(EDS)等手段对PANI/G复合材料与PANI/G/EP复合涂层的化学键合与微观结构进行表征,使用划痕浸泡试验对比探究了PANI/EP复合涂层与PANI/G/EP复合涂层在产生微小缺陷时对不锈钢的保护效果.最后,根据实验结果对PANI/G/EP复合涂层的保护机理进行了探讨.结果 对比实验显示,PANI/G复合材料以及PANI/G/EP复合涂层的电导率均为最高(分别为1.66 S/cm和8.93×10?3 S/cm),且PANI/G/EP复合涂层试样的附着力最好(约5.23 MPa),电化学性能最佳.在50℃与60℃的1 mol/L硫酸溶液中,PANI/G/EP复合涂层的自腐蚀电位相对不锈钢分别提高了580 mV与470 mV,进入了不锈钢的稳定钝化区,且阳极极化曲线的电流密度显著下降.电化学交流阻抗测试表明,涂覆涂层后,试样阻抗显著增大.对PANI/G复合材料中石墨用量的探究表明,当G:PANI=2:100时,涂层的防腐蚀性能最佳.划痕浸泡试验表明,浸泡于50℃的1 mol/L硫酸溶液中一周后,PANI/G/EP复合涂层试样缺陷处的暴露基体几乎没有发生腐蚀.结论 石墨(G)能有效提高复合涂层的导电性,强化阳极保护效果.在中温硫酸溶液中,PANI/G/EP复合涂层能同时提供物理屏蔽作用以及显著增强的阳极保护作用,对不锈钢具有优秀的腐蚀防护能力.