装载8-羟基喹啉的纳米SiO<sub>2</sub>/环氧涂层的耐腐蚀机理研究

doi:10.11901/1005.3093.2016.497

材料研究学报

2017, Vol. 31

Issue (11): 818-826 DOI: 10.11901/1005.3093.2016.497

研究论文

本期目录 | 过刊浏览

装载8-羟基喹啉的纳米SiO₂/环氧涂层的耐腐蚀机理研究

孙伟¹, 刘福春¹(

), 揭敢新², 柯伟¹, 韩恩厚¹, 王俊², 黄海军², 都郁¹

1 中国科学院核用材料与安全评价重点实验室中国科学院金属研究所沈阳 110016。
2 工业产品环境适应性国家重点实验室中国电器科学研究院有限公司广州 510663。

Investigation on Anti-corrosion Mechanism of 8-hydro-xyquinoline Modified Nano-silica/epoxy Coatings

Wei SUN¹, Fuchun LIU¹(

), Ganxin JIE², Wei KE¹, En-Hou HAN¹, Ju WANG², Haijun HUANG², Yu DU¹

1 Key Laboratory of Nuclear Materials and Safety Assessment, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China.
2 State Key Laboratory of Environmental Adaptability for Industrial Products, China National Electric Apparatus Research Institute Co., Ltd, Guangzhou 510633, China.

引用本文:

孙伟, 刘福春, 揭敢新, 柯伟, 韩恩厚, 王俊, 黄海军, 都郁. 装载8-羟基喹啉的纳米SiO₂/环氧涂层的耐腐蚀机理研究[J]. 材料研究学报, 2017, 31(11): 818-826.
Wei SUN, Fuchun LIU, Ganxin JIE, Wei KE, En-Hou HAN, Ju WANG, Haijun HUANG, Yu DU. Investigation on Anti-corrosion Mechanism of 8-hydro-xyquinoline Modified Nano-silica/epoxy Coatings[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2017, 31(11): 818-826.

全文: PDF(4282 KB) HTML

摘要:

使用纳米SiO₂作为载体、8-羟基喹啉作为客体制备纳米SiO₂/8-羟基喹啉组合物,将其添加到环氧树脂中制备出装载8-羟基喹啉的纳米SiO₂/环氧涂层。对其进行盐雾和电化学阻抗谱实验,研究了装载8-羟基喹啉的纳米SiO₂/环氧涂层的耐腐蚀机理。结果表明,纳米SiO₂/8-羟基喹啉组合物提高了环氧涂层的耐腐蚀性能,添加5%(质量分数)纳米SiO₂/8-羟基喹啉组合物的环氧涂层的耐腐蚀性能较优。8-羟基喹啉从纳米SiO₂孔道中释放并渗透到涂层与钢基材的界面形成含铁的铬合物膜,阻挡了腐蚀介质的渗入,使Q235钢基体的耐腐蚀性能提高。

关键词 ：材料失效与保护, 风电设备, 纳米SiO₂, 钢基体, 缓释剂作用机理

Abstract：

Composites of 8-hydroxyquinoline/nano-SiO₂ were prepared with nano-SiO₂ as carrier and 8-hydroxyquinoline as modifier. Then the composistes were blended with epoxy resin to form the nanocomposite epoxy coating. The corrosion performance of the prepared composite coating was investigated by means of salt spray test and electrochemical impedance spectroscopy. Results show that composites of 8-hydroxyquinoline/nano-SiO₂ can improve the corrosion resistance of the epoxy coatings, among others the coating with 5% (mass fraction) 8-hydroxyquinoline/nano-SiO₂was the optimal. The relevant mechanism may be ascribed to the fact that 8-hydroxyquinoline could release from pores of nano-SiO₂ and then penetrate to the interface coating/steel substrate forming Fe-containing complex, thus improving the corrosion resistance of the steel substrate.

Key words： materials failure and protection wind power equipment nano-container sustained release mechanism steel substrate

收稿日期: 2016-11-07

作者简介: 姚学峰,男,1991年生,硕士生

	服务

	把本文推荐给朋友
	加入引用管理器
	E-mail Alert
	RSS
	作者相关文章
	孙伟
	刘福春
	揭敢新
	柯伟
	韩恩厚
	王俊
	黄海军
	都郁
44.8K

链接本文:

https://www.cjmr.org/CN/10.11901/1005.3093.2016.497 或 https://www.cjmr.org/CN/Y2017/V31/I11/818

图1 纳米SiO2和HQ-SiO2的TEM像

图2 不同时间纳米SiO2载体负载8-羟基喹啉释放曲线

表1 B0、B1、B3、B5四种涂层的拉开法附着力测试结果

图3 涂层试样盐雾实验1000 h后的照片

表2 盐雾实验1000 h后涂层试样的腐蚀情况

图4 涂层试样盐雾实验1000 h后划痕处横截面SEM图

图5 不同含量HQ-SiO2环氧涂层试样在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的Bode图

图6 等效电路图

图7 涂层电阻随浸泡时间的变化

图8 Q235钢表面带有人造缺陷的5% HQ-SiO2环氧涂层在3.5%NaCl溶液中电流密度分布图

图9 红外光谱图(a)8-羟基喹啉(b)二氧化硅装载8-羟基喹啉(c)腐蚀产物

[1]	Funke W.Toward a unified view of the mechanism responsible for paint defects by metallic corrosion[J]. Industrial & Engineering Chemistry Product Research & Development, 1985, 24(3): 343
[2]	Y. Gan,Y. Li, H. C. Lin.Experimental studies on the local corrosion of low alloy steels in 3.5% NaCl[J]. Corrosion Science, 2001, 43(3): 397
[3]	Khramov A N, Voevodin N N, Balbyshev V N. Hybrid organ-ceramic corrosion protection coatings with encapsulated organic corrosion inhibitors[J]. Thin Solid Films, 2004, 447/448: 549
[4]	Zheludkevich M L, Yasakau K A, Poznyak S K.Triazole and thiazole derivatives as corrosion inhibitors for AA2024 aluminum alloy[J]. Corrosion Science, 2005, 47(12): 3368
[5]	Tianhui Hu, Hongwei Shi, Tao Wei, et al.Cerium titrate as a corrosion inhibitor for AA 2024-T3[J]. Corrosion Science, 2015, 95: 152
[6]	Zong Q, Wang L, Sun W.Active deposition of bis (8-hydroxyquinoline) magnesium coating for enhanced corrosion resistance of AZ91D alloy[J]. Corrosion Science, 2014, 89: 127
[7]	Shen S, Zuo Y, Zhao X.The effects of 8-hydroxyquinoline on corrosion performance of a Mg-rich coating on AZ91D magnesium alloy[J]. Corrosion Science, 2013, 76(10): 275
[8]	Hongwei Shi, Fuchun Liu, Lihong Yang, et al.Characterization of protective performance of epoxy reinforced with nanometer sized TiO2 and SiO2[J]. Progress in Organic Coatings, 2008, 62(4): 359
[9]	Li Y Z, Xu W, Zhang W K, et al.Foliate functionalized carbon nanotubes for delivery and controlled release of ibuprofen[J]. Functional materials, 13(46), 13070(2015)(李育珍, 徐伟, 张卫珂等. 叶酸功能化碳纳米管负载布洛芬及可控释放[J]. 功能材料, 2015, 13(46): 3070
[10]	Wei M, Jiang W F, Wang H L.Synthesis and corrosion inhibition effect of 8-hydroxyquinoline azole derivatives to carbon steel in hydrochloric acid solution[J]. Corrosion & Protection, 2014, 35(2): 142(魏萌, 姜文凤, 王慧龙. 新型8-羟基喹啉唑类化合物对HCl介质中碳钢的缓蚀作用[J]. 腐蚀与防护, 2014, 35(2): 142)
[11]	Zhao X N.The researching present situation and development of organic inhibition of copper[J]. Science & Technology, 2008, 21(1): 38(赵小能. 有机类铜缓蚀剂的现状研究与发展[J]. 科技信息,2008, 21(1): 38)

[1]	高巍, 刘江南, 魏敬鹏, 要玉宏, 杨巍. TC4钛合金表面氧化亚铜掺杂微弧氧化层的结构和性能[J]. 材料研究学报, 2022, 36(6): 409-415.
[2]	杨留洋, 谭卓伟, 李同跃, 张大磊, 邢少华, 鞠虹. 利用WBE及EIS测试技术对管道缺陷区动态冲刷腐蚀行为的研究[J]. 材料研究学报, 2022, 36(5): 381-391.
[3]	陈铮, 杨芳, 王成, 杜瑶, 卢壹梁, 朱圣龙, 王福会. 惰性无机填料比例和颗粒尺寸对纳米Al/Al₂O₃ 改性有机硅涂料抗高温氧化行为的影响[J]. 材料研究学报, 2022, 36(4): 271-277.
[4]	李玉峰, 张念飞, 刘丽爽, 赵甜甜, 高文博, 高晓辉. 含磷石墨烯的制备及复合涂层的耐蚀性能[J]. 材料研究学报, 2022, 36(12): 933-944.
[5]	陈艺文, 王成, 娄霞, 李定骏, 周科, 陈明辉, 王群昌, 朱圣龙, 王福会. 无机复合涂层对CB2铁素体耐热钢在650℃水蒸气中的防护[J]. 材料研究学报, 2021, 35(9): 675-681.
[6]	唐荣茂, 刘光明, 刘永强, 师超, 张帮彦, 田继红, 甘鸿禹. 用电化学噪声技术研究Q235钢在含氯盐模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为[J]. 材料研究学报, 2021, 35(7): 526-534.
[7]	张大磊, 魏恩泽, 荆赫, 杨留洋, 豆肖辉, 李同跃. 超级铁素体不锈钢表面超疏水结构的制备及其耐腐蚀性能[J]. 材料研究学报, 2021, 35(1): 7-16.
[8]	王冠一, 车欣, 张浩宇, 陈立佳. Al-5.4Zn-2.6Mg-1.4Cu合金板材的低周疲劳行为[J]. 材料研究学报, 2020, 34(9): 697-704.
[9]	黄安然, 张伟, 王学林, 尚成嘉, 范佳杰. 铁素体不锈钢在高温尿素环境中的腐蚀行为研究[J]. 材料研究学报, 2020, 34(9): 712-720.
[10]	公维炜, 杨丙坤, 陈云, 郝文魁, 王晓芳, 陈浩. 扫描电化学显微镜原位观察碳钢涂层缺陷处的交流腐蚀行为[J]. 材料研究学报, 2020, 34(7): 545-553.
[11]	郭铁明, 徐秀杰, 张延文, 宋志涛, 董志林, 金玉花. Q345q桥梁钢和Q345qNH耐候钢在模拟工业大气+除冰盐混合介质中的腐蚀行为[J]. 材料研究学报, 2020, 34(6): 434-442.
[12]	朱金阳, 谭成通, 暴飞虎, 许立宁. 一种新型含Al低Cr合金钢在模拟油田采出液环境下的CO₂腐蚀行为[J]. 材料研究学报, 2020, 34(6): 443-451.
[13]	梁新磊, 刘茜, 王刚, 王震宇, 韩恩厚, 王帅, 易祖耀, 李娜. 氧化石墨烯改性环氧隔热涂层的耐蚀和隔热性能研究[J]. 材料研究学报, 2020, 34(5): 345-352.
[14]	王志虎,张菊梅,白力静,张国君. 水热处理对AZ31镁合金微弧氧化陶瓷层组织结构及耐蚀性的影响[J]. 材料研究学报, 2020, 34(3): 183-190.
[15]	段体岗, 黄国胜, 马力, 彭文山, 张伟, 许立坤, 林志峰, 何华, 毕铁满. Q235/Ni-Co基自修复涂层的制备和耐蚀性能[J]. 材料研究学报, 2020, 34(10): 777-783.

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed