5083铝合金表面α-Fe₂O₃基超疏水防腐复合涂层的制备及性能研究

摘要

[目的]船身外壳与船板常用材质为5083铝合金板材，但在海洋环境中仍然会发生一定程度的腐蚀，拟开发一种超疏水涂层进行防护。[方法]利用钛白粉厂废弃的FeOOH粉末为原料，十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）作为改性剂，以湿法球磨工艺制备了α-Fe₂O₃超疏水微纳米粉末，再配合环氧树脂，通过喷涂在5083铝合金表面构建稳定且耐腐蚀的超疏水涂层，并对涂层的疏水性、微观形貌、力学性能和耐蚀性进行了测试。[结果]当HDTMS的添加量为3%时，α-Fe₂O₃超疏水微纳米粉末及其相应的复合涂层的疏水性能最佳，水接触角分别达到164°和161°，水滴滑动角分别达到2.3°和2.4°，复合涂层的铅笔硬度为4H。该复合涂层在3.5%Na Cl水溶液中浸泡30 d后，其水接触角仍然达到156°，在高浓度盐水、强酸和强碱中也具有优异的稳定性。电化学测试表明，与空白5083铝板相比，覆盖基于α-Fe₂O₃的超疏水涂层的5083铝板的耐蚀性得到极大提高，腐蚀电流密度减小了大约1个数量级，低频阻抗模值提高了2个数量级，并且在30d长期腐蚀条件下仍具有良好的防护性能。[结论]采用湿法球磨加喷涂技术在5083铝合金表面制备的α-Fe₂O₃超疏水环氧涂层可显著提高铝合金的综合性能。

关键词

高镁铝合金 / 超疏水涂层 / 三氧化二铁 / 硅烷 / 改性 / 电化学 / 防腐蚀