氧化铝增强无机硅酸锌涂层防腐性能的研究(一）

魔神

     0 引言

    无机硅酸锌涂料作为一种钢铁重防腐涂料已成功应用于轮船、海上采油平台、码头、闸门、贮罐、管道、桥梁等领域。实验表明，在涂料的填料中加入一定量的氧化铝粉体所得到的富锌涂层与没有添加氧化铝的涂层相比具有更好的耐磨损性能，但对于添加氧化铝成分对涂层的腐蚀防护性能的影响目前尚没有相关的文献报道。本文采用测定涂层电化学阻抗谱的方法，对添加氧化铝后的无机硅酸锌涂层的浸泡腐蚀过程进行测试、分析，并与原始的无机硅酸锌涂层进行对比，从而分析氧化铝成分的加入对于涂层腐蚀防护性能的影响。

    1 材料及实验方法

    1.1 无机硅酸锌涂层的制备

    本实验中无机硅酸锌涂料为双组分体系：原始填料主要为500目锌粉，后添加平均粒径为7μm的氧化铝粉体，粘结剂的主要成分为高模数的硅酸钾溶液;两者按一定比例混合制成涂料，刷涂得到涂层。本实验将不添加氧化铝的涂层(记作Zn涂层)和添加氧化铝的涂层(记作Zn-Al2O3涂层)的腐蚀防护性能进行对比研究，前者是将原始填料和粘结剂直接混合后制备涂料得到涂层，后者是将一定量的氧化铝粉体与原始锌粉填料混合后与粘结剂混合制备涂料得到涂层。氧化铝的加入量为总填料质量的5%。

    基材采用45钢，基材所有表面预处理为除油除锈并采用粗砂轮打磨至金属表面完全暴露出白亮的金属色(Sa2.5级);采用刷涂方法制备涂层，腐蚀试样刷涂两层，单层厚度约为30～40μm，涂层固化后总厚度为70～90μm，涂层覆盖试片的所有表面，刷涂后在室内放置一周以保证涂层完全固化。

    1.2 电化学阻抗谱(EIS)实验方法

    电化学阻抗谱技术在涂层作用机理研究方面，已有广泛的应用，从阻抗谱解析数据可以评价涂层的防护性能。本实验中的电化学阻抗测试采用英国Solartron公司的交流阻抗测量系统，使用S1-1287恒电位仪和1255B频率响应分析仪测试体系的电化学阻抗谱。测试频率范围为106～10-2Hz，测试基准电位为涂层电极的开路电位，正弦波信号的振幅为10mV。测试采用典型的三电极系统(如图1所示)，辅助电极为铂电极，参比电极选用饱和甘汞电极，涂层为工作电极。腐蚀介质为3.5%NaCl溶液，一次蒸馏水配置，试剂为分析纯。测试温度为25℃。阻抗数据经计算机采集后，用Z-View软件进行数据处理。将待测涂层试样装配在电解池中，测定涂层体系在不同浸泡时间的电化学阻抗谱。

图 1 电化学阻抗谱测试系统