2024-06-21205
金屬制品作為生活中必不可少的一類器具,金屬制品的質(zhì)量問題長期以來與人們的生活水平息息相關(guān)。常見金屬如鋅、鐵、鋁等均為活潑金屬,當(dāng)暴露于空氣中時均易發(fā)生氧化反應(yīng)導(dǎo)致金屬“生銹”,當(dāng)其被制成成品于生活中使用時,過快地銹蝕將帶來諸多不便。
以常見的鋁箔為例,大部分換熱器中均有使用鋁箔作為熱交換介質(zhì),導(dǎo)熱和耐腐蝕是其現(xiàn)今應(yīng)用的一大痛點。常規(guī)的鋁箔涂層耐腐蝕能力往往由有機樹脂的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)提供,樹脂的交聯(lián)密度一定程度上反應(yīng)了涂層的耐腐蝕上限。然而一般涂層在大氣不斷的侵蝕下,交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的微孔將不斷放大,最終腐蝕介質(zhì)侵入涂層內(nèi)部,嚴(yán)重影響鋁箔的使用壽命。不僅如此,常用涂層中的丙烯酸樹脂和環(huán)氧樹脂相對于金屬而言,導(dǎo)熱性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如,提升涂層的導(dǎo)熱性能也是當(dāng)今涂層研究的一大重點。為提高鋁箔的耐腐蝕能力,采取的方法一般為:
(1)提高涂層附著性。合理搭配涂料與基材可有效提高涂層的附著性; 除此之外優(yōu)化涂層的加工工藝,例如蒸鍍可以非常牢固地穩(wěn)定涂層,保證涂層的附著性,但往往會帶來成本的提升。
(2)提高涂層致密性。加入合適的填料降低涂層的孔隙率;優(yōu)化固化工藝,使成膜物質(zhì)的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)更加致密均可以有效提高涂層的致密性。
(3)改性成膜物質(zhì)。成膜樹脂是成膜物質(zhì)中的主體成分,在防腐蝕過程中發(fā)揮著巨大作用,成膜樹脂一般為丙烯酸樹脂或者環(huán)氧樹脂,前者普適性更高,但耐腐蝕能力一般,后者耐腐蝕和附著力強,但耐候較差。針對性地改性成膜物質(zhì)使其應(yīng)用于特定場所也可有效提升涂層的耐腐蝕能力。
在上述的高分子交聯(lián)防腐措施基礎(chǔ)上,復(fù)配合適的屏蔽性填料是最為簡便且行之有效的改善方法。石墨烯作為“新材料”,擁有的導(dǎo)熱性能,耐水、耐化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)越,且片徑小,厚度低,可提供極其的物理阻隔能力。選用3~10 層的1~3μm片徑石墨烯作為填料,在結(jié)晶聚合物分散劑的幫助下均勻分散于涂料中,可使涂層的防腐蝕能力進一步提升,同時導(dǎo)熱系數(shù)可達到0.75~0.9 W/( m·K)。
選取片徑為1~3μm 的多層(3~10層)石墨烯以1%的比例加入至涂料中時,輔以結(jié)晶聚合物型分散劑和溶劑,可以使得導(dǎo)熱,耐鹽霧和耐沖擊性能,該涂層應(yīng)用于要求導(dǎo)熱和耐腐蝕的金屬表面,具有廣闊的應(yīng)用前景。
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