纳米Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>对环氧涂层耐腐蚀性的影响*

doi:10.11901/1005.3093.2014.427

材料研究学报

2014, Vol. 28

Issue (12): 934-941 DOI: 10.11901/1005.3093.2014.427

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纳米Cr₂O₃对环氧涂层耐腐蚀性的影响*

孙伟¹,尹桂来²,刘福春¹(

),唐囡²,韩恩厚¹,万军彪^2sup2

1. 中国科学院核用结构材料与安全性评价重点实验室中国科学院金属研究所沈阳 110016
2. 国网江西省电力科学研究院南昌 330096

Influence of Nano-Cr₂O₃ on Corrosion Resistance of Epoxy Coatings

Wei SUN¹,Guilai YIN²,Fuchun LIU^1,^**(

),Nan TANG²,Enhou HAN¹,Junbiao WAN²,Jingwei DENG²

1. Key Laboratory of Nuclear Materials and Safety Assessment, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016
2. State Grid Jiangxi Electric Power Research Institute, Nanchang 330096

引用本文:

孙伟,尹桂来,刘福春,唐囡,韩恩厚,万军彪. 纳米Cr₂O₃对环氧涂层耐腐蚀性的影响*[J]. 材料研究学报, 2014, 28(12): 934-941.
Wei SUN, Guilai YIN, Fuchun LIU, Nan TANG, Enhou HAN, Junbiao WAN, Jingwei DENG. Influence of Nano-Cr₂O₃ on Corrosion Resistance of Epoxy Coatings[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2014, 28(12): 934-941.

全文: PDF(3966 KB) HTML

摘要:

利用燃烧法制备粒径为10-20 nm的球状纳米Cr₂O₃。将纳米Cr₂O₃粉体添加到环氧涂层中, 根据电化学阻抗谱和盐雾试验研究Nano-Cr₂O₃对环氧涂层耐蚀性的影响。结果表明, Nano-Cr₂O₃可显著提高环氧涂层耐蚀性。Nano-Cr₂O₃主要在涂层中提高涂层耐蚀性起到两方面作用: 一是减少了孔隙率, 增加了涂层的物理屏蔽作用; 二是Cr³⁺离子直接与溶液中腐蚀热镀锌所产生的Zn²⁺、OH^-离子反应, 生成了不溶性的ZnCr₂O₄隔离层。

关键词 ：材料失效与保护, 纳米粒子, 环氧涂层, 输变电设备, 防腐蚀材料

Abstract：

Spherical Cr₂O₃ nanoparticles of 10-20 nm in diameter were prepared by combustion method. Then the effect of Cr₂O₃ particles addition on the corrosion resistance of epoxy coatings applied on hot-dip galvanized steel sheet was investigated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and salt-spray tests. The results show that the addition of Cr₂O₃ particles can significantly enhance the corrosion resistance of epoxy coatings, because the addition of Cr₂O₃ particles results in decreasing the porosity and increasing the physical shielding function of the coatings. And Cr³⁺ may react with Zn²⁺ and OH^- in the corrosive medium, produce insoluble ZnCr₂O₄ barrier film.

Key words： materials failure and protection nanoparticles epoxy coating power transmission and electric transmission and transformation equipment anticorrosive materials

收稿日期: 2014-08-18

基金资助:* 国家电网公司科技项目521820130014资助。

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图1 Cr2O3粒子的XRD谱

图2 Cr2O3粒子的TEM像

图3 涂层试样盐雾试验2000 h后的形貌

图4 盐雾试验2000 h后涂层试样划痕部位截面的SEM像

图5 盐雾试验后涂层试样划痕部位截面的锈蚀产物EDX图

图6 不同含量Nano-Cr2O3涂层试样在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的阻抗谱Bode图

图7 等效电路

图8 涂层的电阻随浸泡时间的变化

图9 涂层吸水率随浸泡时间的变化

图10 Nano-Cr2O3粒子在涂层中的屏蔽作用示意图

图11 涂层与热镀锌界面的XRD谱

1	Huvar, Trivalent chromium passivate solution and process, US Pat: 4349392, 1982-09-14
2	LIU Fuchun,HAN Enhou, KE Wei, Research of photo catalytic activity of Nano-TiO2/ polyurethane composite coating, Journal of Functional Materials, 36(1), 129(2005)
2	(刘福春, 韩恩厚, 柯伟, 纳米TiO2/聚氨酯复合涂层的光催化活性研究, 功能材料, 36(1), 129(2005))
3	LIU Fuchun,YANG Lihong, HAN Enhou, Effect of particle sizes and pigment volume concentrations on the barrier properties of polyurethane coatings, Journal of Coating and Technology Research, 7(3), 301(2010)
4	SHI Hongwei,LIU Fuchun, HAN Enhou and WEI Yinghua, Effects of nano- pigments on the corrosion resistance of alkyd coating, J.Mater. Sci. Technol., 23(4), 551(2007)
5	SHI Hongwei,LIU Fuchun, YANG Lihong, HAN Enhou, Characterization of protective performance of epoxy reinforced with nano-metersized TiO2 and SiO2, Progress in Organic Coatings, 62(4), 359(2008)
6	WANG Zhengyu,LIU Fuchun, HAN Enhou, KE Wei, LUO Suzhen, Effect of ZnO nanoparticles on anti-ageing properties of aircraft coating, Chinese Science Bulletin, 54(19), 3464(2009)
7	SHI Hongwei,LIU Fuchun, HAN Enhou, Effect of high nano-SiO2 content on corrosion resistance of epoxy varnish, Corrosion Science and Protection Technology, 21(2), 215(2009)
7	(史洪微, 刘福春, 韩恩厚, 高纳米Si02含量对环氧洁漆耐腐蚀性影响研究, 腐蚀科学与防护技术, 21(2), 215(2009))
8	LIU Fuchun,HAN Enhou, KE Wei, Wear- and corrosion-resistance of nano-SiO2 composite epoxy and polyurethane coatings, Corrosion Science and Protection Technology, 21(5), 433(2009)
8	(刘福春, 韩恩厚, 柯伟, 纳米氧化硅复合环氧和聚氨配涂料耐磨性和耐蚀性的研究, 腐蚀科学与防护技术, 21(5), 433(2009))
9	YANG Lihong,LIU Fuchun, HAN Enhou, Anti-corrosion performance studies of the nano- ZnO polyurethene coatings, Chinese Journal of Materials Research, 20(4), 354(2006)
9	(杨丽红, 刘福春, 韩恩厚, 纳米氧化锌改性聚氨酯复合涂层的防腐性能, 材料研究学报, 20(4), 354(2006))
10	LIU Mingming,LIU Fuchun, HAN Enhou, TANG Nan, WAN Junbiao, DENG Jingwei, Influence of nano-CaCO3 concentrates on corrosion resistance of the epoxy coatings, Chinese Journal of Materials Research, 27(4), 425(2013)
10	(刘明明, 刘福春, 韩恩厚, 唐囡, 万军彪, 邓静伟, 纳米碳酸钙浓缩浆对环氧涂层耐蚀性的影响, 材料研究学报, 27(4), 425(2013))
11	N. Selvakumara, K. Jeyasubramanian, R. Sharmila,Smart coating for corrosion protection by adopting nano particles, Progress in Organic Coatings, 74, 461(2012)
12	D. M. Brasher, A. H. Kingsbury,Plasma-polymerised coatings used as pretreatment for aluminum alloys, J. Appl. Chem., (4), 62(1954)

[1]	方向明, 任帅, 容萍, 刘烁, 高世勇. 自供能Ag/SnSe纳米管红外探测器的制备和性能研究[J]. 材料研究学报, 2022, 36(8): 591-596.
[2]	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.
[3]	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.
[4]	刘佳良, 徐东卫, 陈平. 磁性多孔rGO@Co/CoO复合材料的制备和吸波性能[J]. 材料研究学报, 2022, 36(5): 332-342.
[5]	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.
[6]	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.
[7]	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.
[8]	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.
[9]	李万喜, 杜意恩, 郭芳, 陈勇强. CoFe₂O₄-Co₃Fe₇纳米粒子及CoFe₂O₄/多孔碳的制备及其电磁性能研究[J]. 材料研究学报, 2021, 35(4): 302-312.
[10]	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.
[11]	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.
[12]	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.
[13]	刘佳良, 陈平, 徐东卫, 于祺. 磁性多孔RGO@Ni复合材料的制备和吸波性能[J]. 材料研究学报, 2020, 34(9): 641-649.
[14]	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.
[15]	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.

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