纳米ZnO复合涂层的制备及其对铝合金的防腐性能研究.pdf

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1、2011年11月西安石油大学学报(自然科学版)NOV．2011第26卷第6期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vo1．26No．6文章编号：1673-064X(2011)06-0079-04纳米ZnO复合涂层的制备及其对铝合金‘的防腐性能研究韩燕，郝迷花(新乡学院化学与化工学院，河南新乡453000)摘要：为了改善铝合金材料的耐腐蚀性能，研究了用纳米氧化锌掺杂于聚氨酯涂料中制备纳米氧化锌复合涂层．通过电化学测试表明，在质量分数为3．5％的NaC1

2、溶液中，涂有纳米氧化锌复合涂层的铝合金其腐蚀电流密度约为5．965×10A／cm，这一数值相对于文献中给出的铝合金基体的腐蚀电流密度降低了4个数量级，说明涂层使铝合金基体的耐腐蚀性能和稳定性大幅提高，对铝合金基体具有较好的防护效果．关键词：纳米氧化锌；复合涂层；电化学测试；耐腐蚀性中图分类号：TG174．46文献标识码：A由于纳米材料具有优异的力学、物理、化学、光1．2铝合金试片的前处理与涂层试样的制备学以及磁学等性能，因而在材料界备受关注．使用纳由于在大气环境中铝合金表面会生成氧化物和米粒子作为填充材料，与传统材

3、料进行复合制备复腐蚀产物，不利于保证涂层质量，因此在涂覆前对其合材料，能大大提高传统材料的性能．近年来，纳米进行清洗，除去表面的氧化产物和腐蚀产物．首先用材料在涂层领域中的应用成为研究热点引．质量分数为5％的氢氧化钠溶液处理试片2min，除纳米氧化锌因其具有小尺寸效应、量子尺寸效去表面的油脂层和外层氧化层Al0，然后将试片应、表面效应等性能，被广泛应用于防晒化妆品、感水洗后浸入质量分数为5％的硝酸溶液进行超声处光材料、汽车工业、军事隐身等领域j．但是作为理，除去铝合金试片表面残留的碱不溶物，最后用蒸填充材料掺杂于传

4、统有机涂料中制备抗介质渗透的馏水快速冲洗并用乙醇清洗后吹干备用．复合涂层并不多见．本文主要研究将纳米氧化锌掺将一定量的纳米ZnO添加到环已酮分散液中，杂于传统的聚氨酯涂料中，制备出性能良好的复合并且超声30min，制备成纳米ZnO浓缩浆．将二苯涂层，通过极化曲线和交流阻抗图谱来分析和研究基甲烷二异氰酸酯和丙烯酸树脂进行混合，并且利所制备的纳米氧化锌复合涂层的性能．用环已酮进行稀释制得清漆．将制备的纳米ZnO浓缩浆添加到清漆中，高速搅拌1h，使纳米ZnO充分1实验方法分散，制备成质量分数为0．3％的复合涂料，将制备好

5、的涂料均匀地涂覆在处理好的铝合金试片上，于1．1实验原料80℃下固化48h，涂层厚度为50m．试样边缘和NaC1、去离子水、环已酮、二苯基甲烷二异氰酸非暴露部分用松香和石蜡混合物封护，工作面积为1cm．酯、丙烯酸树脂、纳米氧化锌、乙醇、铝片1．3测试方法(LY12CZ)．铝片规格：30mm×20mm×1mm．采用CHI750C化学工作站对试样进行极化曲收稿日期：2011-01．10作者简介：韩燕(1969一)，女，副教授，主要从事有机合成方面的研究．E-mm1：3937974@qq．com一80一西安石油大学学报(

6、自然科学版)线和交流阻抗图谱(EIS)测试．以5mV／s的扫描速率，以自腐蚀电位为基点从一350mV到+350mV扫描，测试不同涂层试样的Tafel极化曲线．EIS频率扫描范围为10～～10Hz，振幅为20mV，采用Zview2软件对实验数据进行处理和拟合．测试采用三电极体系，以饱和甘汞电极(SCE)为参比电极，以213型铂电极为辅助电极，涂层试样为工作电极，测试温度为室温．正Ⅳ(VS，SCE)(a)纳米ZnO复合涂层试样2结果与讨论2．1极化曲线分析纳米ZnO复合涂层试样和未含纳米ZnO涂层试样在质量分数为3．5

7、％的NaC1溶液中的不同浸泡时间的极化曲线见图1．极化曲线拟合数据见表1．从图1可以看出，纳米ZnO复合涂层试样在浸泡1h时腐蚀电位最正，腐蚀电流密度也最小．随着E／V(VS，SCE)(b)未含纳米ZnO涂层试样浸泡时间的增加，其腐蚀电位先逐渐降低，在浸泡时图1不同涂层试样在质量分数为3．5％的NaCI问为150h时腐蚀电位最负．当浸泡时间继续增加，溶液中不同浸泡时间的极化曲线Fig．1Polarizationcurvesofthesampleswithdifferentcoating腐蚀电位又逐渐正移，这可能是由

8、于浸泡初期涂层inthedi仃erentsoakingtimeof3．5％NaClsolution表1纳米ZnO复合涂层试样与未含纳米ZnO涂层试样极化曲线拟合数据对比Tab．1Fittingdataofpolarizationcurvesofthesampleswithnamo-sizedZnOcompoundcoatingandordinarycoati