环氧树脂防腐涂料的研究进展及发展趋势

来源:卫诚建设集团有限公司 | 发布时间:2022.03.30

沈阳防腐涂料的研究进展及发展趋势

材料腐蚀与防腐一直是材料研发与应用中不可缺少的部分,而环氧树脂由于好的防腐能力、粘结力、机械强度使其在防腐方面应用非常广泛。

但是随着涂料领域的快速发展,环氧树脂的一些缺点暴露出来:脆性大、耐温能力不足、存在孔隙等。

针对这些缺点,湘潭大学材料科学与工程学院研究人员近期总结了近年来国内外对环氧树脂涂料进行的各类改性研究成果。

从改性材料的选取、研究方法的创新上,当前国内外主流的研究方向,归纳起来有以下几点:

针对存在孔隙,采取掺杂具有特定功能(如耐磨、耐温、耐酸碱等)的微纳米无机物;

针对耐温性能差、脆性高等,对环氧树脂在分子层面上进行改进设计以提高相关的性能或使环氧树脂具备独特的功能;

对于特殊适用场景,采用仿生设计使涂层具备疏水、杀菌等防污功效且对环境没有污染。

湘潭大学研究人员介绍,无机纳米填料、环氧树脂分子设计、宏观结构设计等是目前改性环氧树脂涂料最主流、效果最显著的几种改性方案。

无机填充
无机填充方面,无机微纳米粒子比表面积大,具有非常高的表面能,纳米效应显著,添加少量的微纳米粒子即可显著的提升环氧树脂的性能。

“有的无机填料起到的是电化学屏蔽作用使得金属基底的电化学腐蚀得到缓解。在选取材料时还会同时考虑到材料的其他如耐磨、耐温、耐酸碱等性能,所以无机填料能够有效的增强涂层的综合性能。”研究人员称。

趣涂料(趣涂网)了解到,除了锌这种常规填料外,很多企业将目光转向了其他更具特色的填料。如Sio2、Sic、石墨烯、和氧化石墨等。使增强涂层的防腐性和耐磨性能,制备出的涂料非常适合经常遭受磨损的服役环境。

分子设计
除了填充无机填料外,直接对环氧树脂进行分子改性也是目前环氧涂料性能改进的主流。这个分子设计相当于生物工程里面的基因设计,将其它的官能团直接编辑到环氧树脂的分子中,从而在根本上增强环氧树脂涂料的性能。

有团队利用双酚A型环氧树脂(EP)和二异丙氧基-双乙基乙酰乙酸钛酸酯(SG),合成了包含环氧基和有机钛螯合键的自固化热固性树脂EP-SG树脂,其具有非常好的稳定性,可以通过加热而自行固化,而无需使用任何固化剂。该优点避免了固化剂在环氧树脂中的不均匀性,环氧树脂中气泡和不完全溶解的问题得到解决。

对此,业内人士认为:与无机填充不同,环氧树脂分子的设计不需要添加各种纳米粒子或二维的材料便能显著提升环氧树脂的性能,采用特殊的改性技术还能实现树脂的自我修复,优势与前景。

仿生设计
仿生涂料设计的灵感来源于自然界中很多生物具有的特殊功能。仿生涂料主要有两种类型:仿生结构设计和仿生生物设计。例如荷叶的疏水,鲨鱼的减阻等;和辣椒素、藻类代谢物、生物酶等。

随着近年来环保意识的增强,防腐涂料将逐渐向环保型发展,传统的添加剂多多少少会给自然环境带来影响,而采用自然提取的防腐添加剂将避免这一污染。

需要注意的是,仿生涂层目前在研发和应用上还不成熟,难度主要在于生物特殊结构和生物物质的发现及选取上,但是仿生涂料环保性,随着全球环保意识的增强,仿生涂料发展潜力很大。

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