曹京宜 , 杨光付 , 张　锋 , 尹建平 , 孟宪林　

    关键词 : 纳米材料 ; 涂料 ; 防锈 ; 应用 ; 船舶涂料

    0 　引　言

    舰艇防锈涂料是涂覆在舰船上的一种专用涂料 , 其主要作用是防止钢板的锈蚀。由于舰艇在航行期间船底无法保养维修 , 必须在进坞或上排时才能进行修理 , 因此 , 要求防锈涂料在经济技术指标允许的范围内尽可能地延长使用寿命 , 以延长重涂间隔和减少维修保养的费用。目前我国海军现用舰船防腐蚀底漆主要有传统型聚酰胺固化环氧类、煤焦沥青改性环氧类、氯化橡胶类和醇酸类防腐底漆 , 在水下部位大多采用煤焦沥青改性环氧底漆。研究纳米粒子的加入能否有效提高涂层的防腐蚀性能 , 对于长效防腐蚀涂料的研制具有指导意义。

    本研究选取国内成熟的纳米材料样品 , 从纳米 CaCO 3 填料加入、纳米颜料的加入和添加分散方式的影响 3 个方面 , 对纳米材料在舰船防锈涂料中的应用效果进行初步评价。

    1 　纳米 CaCO3填料加入对涂层防锈性能的影响

    CaCO 3 是涂料中最常用的体质颜料 , 既降低涂料的成本 , 又起骨架作用 , 增加涂膜厚度 , 提高机械强度、耐磨性等。纳米 CaCO 3 填料是最早开发的无机纳米材料之一 , 已形成产业化生产。 CaCO 3 的超细化、结构复杂化及表面活性化的发展 , 提高了它的应用价值。自纳米 CaCO 3 填料问世以来 , 由于其具有补强性、透明性、触变性和流平性等优点 , 在汽车涂料和建筑涂料中得到了应用。本研究选取国内已产业化生产的几种纳米 CaCO 3 填料 , 评价其在舰艇防锈涂料中的使用效果。

   以长效环氧防腐涂料作为基本对照配方 , 以纳米 CaCO 3 填料取代原配方中的云母 , 同时试验了不同品种的纳米 CaCO 3 填料对涂料防锈性能的影响。在实验前已就纳米 CaCO 3 填料的用量进行了试验研究 , 发现当用量过大时 , 引起涂料黏度增大 , 过于稠 , 实干速度慢 , 涂层的物理机械性能降低 , 当选用与原云母用量相同的纳米 CaCO 3 时 , 基本不影响涂层的物理机械性能。配方及性能如表 1 和表 2 所示。从表 1 和表 2 可见 :

    (1) 以纳米 CaCO 3 填料取代云母 , 涂料细度明显降低 , 通过不同用量实验发现 , 控制用量在 10% 左右时 , 涂料黏度变化不大。

    (2) 广州和四川品种的 CaCO 3 填料提高了涂层的附着力 , 改善了试棒的防腐蚀性能 , 值得应用 , 对提高涂层的防锈能力具有一定作用。其中较好的是广州的 SPT 产品。

    (3) 化工大学的 CaCO 3 填料产品和高质点方法生产的纳米 CaCO 3 填料使用时效果不佳。

     2 　纳米颜料加入对涂层防锈性能的影响

    国内生产的纳米防锈颜料有 : 纳米铁红、纳米铁黄、纳米氧化锌、纳米硼酸锌、高质点方法生产的纳米铁红、纳米锌粉、纳米钛铁粉等。本研究中选用这些纳米粒子部分取代原配方中的防锈颜料 , 进行实验评估。实验前 , 先就取代的品种和用量进行了初步的筛选。实验配方和性能如表 3 和表 4 所示。