论文部分内容阅读
负载缓蚀剂的纳米容器作为一种新型微纳米涂料添加剂,不仅能够实现缓蚀剂的可控释放,还赋予涂层一定的自我修复能力。本文以埃洛石纳米管(HNTs)封装无机缓蚀剂Ce3+制备了可控释放的纳米容器;以及以介孔SiO2封装缓蚀剂苯并三氮唑(BTA)制备了p H受控释放的纳米容器。将二者掺杂入聚氨酯(PU)基料中进行涂层综合性能测试,探究了填装缓蚀剂的纳米容器对涂层抗老化性能的影响。将经酸刻蚀后孔径增大的棒状结构HNTs封装一定量的缓蚀剂Ce3+,再用BTA和CuSO4形成的络合膜对端口进行封端包裹,制备了缓释放的纳米容器,并以TEM,XRD及BET表征其微观形貌及化学结构。将该缓释放的纳米容器分散于PU清漆中,并喷涂于AA2024铝合金基体表面,考察其对聚氨酯涂层抗盐雾能力的增强效果。分别通过60℃3.5wt%的NaCl溶液浸泡和中性盐雾(NSS)试验,由电化学测试(EIS)以及AFM、SEM形貌分析表明:掺杂封装Ce3+的纳米包覆缓蚀剂增强了涂层的耐久性,使得涂层的抗蚀能力增强了近5倍。此外,本文还通过模板法制备了介孔SiO2(MSN),然后将BTA溶液吸附于介孔内,并以瓜环葫芦脲(CB[6])作为封孔剂,依次用硅烷偶联剂及丁二胺对SiO2表面进行改性,制备了pH受控释放的开关型纳米容器。将包覆BTA的纳米容器分散于PU清漆中,喷涂于AA2024铝合金表面。通过60℃3.5wt%的NaCl溶液浸泡和中性盐雾(NSS)条件下的电化学测试(EIS)以及AFM、SEM形貌分析表明:掺杂封装BTA的纳米包覆缓蚀剂可实现碱性条件下缓蚀剂的受控释放,即当铝合金基体腐蚀后,腐蚀产物水解并在界面层形成碱性水合物,促进了BTA的释放,从而极大地提高了PU涂层抗盐雾能力。通过研究包覆Ce3+或BTA的纳米容器在溶液中的释放量时间曲线,发现HNTs和MSN纳米容器均可实现缓蚀剂的可控释放,尤其是功能化的MSN纳米容器,其可对pH变化做出及时的响应,实现碱性条件下的受控释放。长期盐雾试验表明:上述负载缓蚀剂的纳米容器显著提高了涂层的抗蚀性能和耐久性,并赋予了涂层一定的自修复能力。