改性碳纳米管在水性环氧树脂防腐抗静电涂料中的应用研究2015年12月27日

慧聪表面处理网讯：李慧1 高建国2 宋国君1 李培耀1 焦克智1 军1(1.青岛大学高材料研究所，山东青岛266071；2.山东出入境检验检疫局，山东青岛266001）【摘要】选取了实验室自制的改性碳纳米管，研究了其在水性环氧中的抗静电的作用，对比分析了不同改性碳纳米管对涂料性能的影响。结果表明，3#碳纳米管的加入，使涂料的表面电阻下降了3个数量级，达到了抗静电要求，同时防腐蚀性能优于国内所制备的水性防腐抗静电涂料，显示了其在防腐抗静电涂料领域的应用价值。【关键词】碳纳米管；环氧树脂；防腐抗静电涂料；性能研究防腐抗静电涂料是一种在防腐的基础上赋予了涂料导静电性能的涂料。防腐抗静电涂料能够广泛的用于工业、航空航天等各个领域，能够消除静电的危害，并有效的防止设备的腐蚀[1-2]。按导静电涂料的成分以及导电的机理，主要可以分为本征型和掺合型两类。本征型导静电涂料，即聚合物本身具有导电性，但是合成和施工等方面具有很多困难，再加上成本较高，所以应用的范围很窄；掺合型导静电涂料，聚合物本身不具有导电性，靠掺入导电填料，具有操作方便、价格低等优点，所以应用广泛[3-4]。碳纳米管（carbon nanotubes,CNTs）具有很好的导电性且拥有较大的长径比，因而很适合做导电填料[5]。碳纳米管为线形管状结构，在环氧涂料中更容易相互接触，因此添加很少的量就能达到防静电技术要求[6]，但是碳纳米管之间存在较强π－π键，由于范德华作用力的影响，导致碳纳米管之间容易发生团聚，了其应用[7]。纳米材料的加入可以有效的提高环氧树脂/碳纳米管涂层的耐腐蚀性[8-9]。经过表面改性后的碳纳米管具有良好的分散作用，可以均匀的分散在环氧涂层中，加强了环氧树脂之间的紧密性，从而有效地填补了环氧树脂中的空隙，构成了一个良好的屏蔽作用，有效的缓解了电解质溶液的进入，提高了环氧涂层的耐腐蚀性[10]。随着碳纳米管导电填料的增加，体系界面能过剩到一定的程度，碳纳米管导电粒子开始形成导电网络，体系的电阻率突降，从而使涂层具有导静电能力[11]，或者是涂层的导电不是靠导电粒子的直接接触导电而是由于热振动或内部电场作用使电子在粒子间迁移形成了电流[12]。本文研究了实验室自制不同改性方法处理的碳纳米管，分别制备了碳纳米管/水性环氧防腐抗静电涂料，测试了涂料的粘度、抗流挂性以及涂膜的流平性、力学性能、导电性能及耐腐蚀性能，选出了性能最优的碳纳米管，并研究其对涂料的影响。责任编辑：郑必佳

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