摘要：環(huán)氧樹脂由于其本身的附著力強，耐化學藥品性和耐磨性也很好，所以被廣泛應(yīng)用于防腐涂料上。但是由于其自身脆性等缺點，在使用中通常需要對其進行改性處理。其中，各種納米粉體對環(huán)氧樹脂的改性得到了廣泛的關(guān)注，對于提高環(huán)氧涂料的耐腐蝕性和耐磨性等性能發(fā)揮了重要作用。主要綜述了納米粉體在提高環(huán)氧樹脂涂料的防腐性和耐磨性等方面的研究進展，介紹了納米粉體分散改性的先進方法和表征手段，對納米填料應(yīng)用于重防腐耐磨環(huán)氧涂料的發(fā)展進行了展望。

    納米填料；分散；含量；環(huán)氧涂料；重防腐；耐磨

    0引言

    環(huán)氧樹脂涂料具有較高的機械強度和粘結(jié)力、尤其對金屬的附著力強，耐化學藥品性和耐油性也很好，特別是耐酸堿性非常好，同時具有易加工改性等特點成為防腐涂料中應(yīng)用的主要樹脂品種之一。但是由于自身脆性等缺點，通常需要對其進行改性處理。王訓遒等人認為環(huán)氧樹脂通過環(huán)氧結(jié)構(gòu)改性、橡膠改性、填充無機填料等高性能化后可制成防腐涂料。在大多數(shù)使用環(huán)境中，通常希望環(huán)氧樹脂涂料同時具有強的防腐性和高的耐磨性以及其它性能，尤其是涂層的高耐磨性對保持涂層完整有重要作用，因而對其耐腐蝕性有非常大的影響，所以如何提高涂料的防腐性和耐磨性等性能成為涂料行業(yè)的研究熱點之一。其中，添加改性納米填料對綜合提高環(huán)氧涂料重防腐能力和耐磨等性能上發(fā)揮了顯著作用，因此，在眾多對環(huán)氧樹脂的改性的研究中，納米無機填料改性環(huán)氧樹脂更容易滿足這一要求而備受關(guān)注。在納米粉體改性環(huán)氧涂料的過程中，對納米粉進行預(yù)分散改性可以使其在涂料中達到良好的分散效果，是保證其對環(huán)氧樹脂起到納米改性作用的重要環(huán)節(jié)。本文分析比較了各種納米填料對環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的性能的影響，希望對提高環(huán)氧涂料的防腐蝕性和耐磨性等性能有所啟發(fā)，不斷優(yōu)化涂層性能。

    1納米填料對環(huán)氧樹脂性能的改善

    由于腐蝕防護所涉及的表面材料的性質(zhì)由微觀結(jié)構(gòu)所決定，納米技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用無疑將給腐蝕控制技術(shù)的發(fā)展帶來巨大的機遇。研究表明，利用納米技術(shù)對有機涂層防腐材料進行改性，可有效提高其綜合性能，特別是增加材料的機械強度、硬度、附著力，提高耐光性、耐老化性、耐候性等。目前研究主要集中在以TiO2、SiO2、Al2O3、碳納米管等納米材料為填料的環(huán)氧涂料中。例如研究表明納米SiO2具有比表面積大、表面活性基團多等特點，能較好地與環(huán)氧樹脂基體復(fù)合，改性作用明顯優(yōu)于普通SiO2。

    納米級顆粒與微米級顆粒相比對環(huán)氧樹脂各項性能的作用效果有顯著改善。由于納米顆粒的小尺寸效應(yīng)，其與基體界面粘接作用加強，使得涂層受力時有利于應(yīng)力傳遞，且納米材料表面嚴重的配位不足，表現(xiàn)出極強活性，進一步促進了樹脂的交聯(lián)反應(yīng)，提高了分子間的鍵力，同時使涂層致密且耐磨性提高。微米顆粒的粒徑較大，可以阻礙復(fù)合涂層中高分子鏈段的運動，從而影響涂層的抗沖擊性能。環(huán)氧基團在界面上與納米粒子產(chǎn)生遠大于范德華力的作用力，形成非常理想的界面，能起到很好的引發(fā)微裂紋、吸收能量的作用。大量的研究結(jié)果可以證明這一結(jié)論。例如蘭州化學物理研究所的楊保平等比較了分析純的普通TiO2與納米TiO2在相同的工藝條件下制備涂料，測試結(jié)果顯示，納米TiO2改性后涂層的結(jié)合力、耐鹽霧性、硬度、柔韌性等明顯提高。鄭亞萍等則發(fā)現(xiàn)環(huán)氧樹脂在填充納米SiO2粒子后，沖擊強度可提高30%，拉伸強度提高1倍。如上所述，納米填料對改善環(huán)氧樹脂性能有著重要的作用。但是在實現(xiàn)的過程中，有兩大問題成為研究重點：一個是如何解決納米顆粒在環(huán)氧樹脂中的分散問題，另一個是如何選擇納米顆粒填加量的問題。