聚苯胺因其具有环境稳定性好、独特的掺杂机制、优异的电化学性能等优点，成为最重要的导电高分子材料之一［１－４］，尤其在金属防腐领域中的应用备受关注［５－７］。但由于其难熔难溶，无法制备自支撑膜，故需与其他成膜基体树脂配合使用，达到理想的防腐效果。
醇酸树脂涂料具有很好的涂刷性和润湿性，应用范围广泛，但也存在一些明显的缺点：涂膜耐水性、耐腐蚀性差，户外耐候性不佳等［８］，限制了其大规模的应用中国建材网cnprofit.com。因此，需要通过改性来满足性能要求，扩大其应用范围。鉴于本征态聚苯胺（ＥＢ）在防腐领域的广泛应用，本文采用ＥＢ制备ＥＢ／醇酸树脂复合涂料，考察了复合涂料中ＥＢ含量对涂层防腐性能的影响，进而得出ＥＢ含量与防腐性能的关系。
１ 实验
１．１ 试剂与仪器
本征态聚苯胺（实验室自制），乙酸乙酯（分析纯），浓硫酸（分析纯），氢氧化钠（分析纯），氯化钠（分析纯），醇酸树脂（工业级），去离子水等。
ＣＨＩ６６０型电化学工作站（上海辰华仪器公司），ＳＦＪ－４００型搅拌多用机（上海环境工程技术有限公司），刮板细度计（天津永利达材料试验有限公司）。
１．２ 复合涂料及防腐涂层的制备
在高速搅拌器的作用下，将一定质量的ＥＢ分散于１７０ｇ醇酸树脂涂料中，分散结束后得到复合涂料，密封备用。
钢片规格为２．０ｃｍ×１．０ｃｍ×０．１ｃｍ，经２００目砂纸打磨刨光等处理后备用。将上述制备的复合涂料喷涂到预先处理好的钢片上，经晾置和烘干处理后备用。
１．３ 性能测试
以制备的防腐涂层为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，３．５％ＮａＣｌ溶液为电解液，扫描电压范围为－０．４～０．２Ｖ，扫描速度为１０ｍＶ／ｓ，测定涂层的极化曲线。将上述制备的防腐涂层分别放入１０％Ｈ２ＳＯ４和１０％ＮａＯＨ（２５℃）溶液中浸泡，参照ＧＢ １７６３－７９，观察涂膜表面的变化。
２ 结果与讨论
２．１ 搅拌时间的选择
使用刮板细度计测定复合涂料的细度，图１为搅拌时间对复合涂料细度的影响。由图１可见，随搅拌时间的延长，细度呈现出逐渐减小的趋势；当时间超过８ｈ，趋势减缓。这是由于搅拌初期，在剪切力的作用下，ＥＢ能够迅速分散在复合涂料中，细度急剧减小；随着时间的延长，ＥＢ在涂料中的分散逐渐达到极限值，进入分散与团聚的动态平衡阶段，细度变化不明显。因此，综合考虑各种因素（电耗、辅助溶剂加入等），本实验选择搅拌时间为８ｈ。
图１ 搅拌时间对复合涂料细度的影响
２．２ ＥＢ用量对复合涂层防腐性能的影响
图２为防腐涂层在３．５％ＮａＣｌ溶液中，不同ωＥＢ的复合涂层的Ｔａｆｅｌ曲线，表１为不同ωＥＢ与腐蚀电位的对应关系。从图２与表１中可以看出，与未加ＥＢ的单一涂层相比，复合涂层的腐蚀电位显著增加，且复合涂层的腐蚀电位随ＥＢ含量的增加呈先升后降的趋势。当ωＥＢ为３％时，腐蚀电位达到最大值，涂层的自腐蚀性明显较小，防腐性能最强；其自腐蚀电位相应向正极方向移动了２０７ｍＶ ，表明复合涂层对基体具有较好的缓蚀作用。
图２ 不同ωＥＢ复合涂层的Ｔａｆｅｌ曲线
表１ 不同ωＥＢ复合涂层的腐蚀电位
ＥＢ是一种有氧化还原能力的共轭高聚物，在水和氧气的参与下可在铁的界面上发生氧化还原反应，生成一层致密的金属氧化膜保护层［９］，对钢板起到屏蔽和阳极保护作用，降低了金属的腐蚀速率［１０－１１］。
当ＥＢ用量较少时，由于难以形成连续的ＥＢ层，其提供涂层的阳极保护作用受限，导致腐蚀电位较低；随着ＥＢ用量的增加，复合涂料中其含量随之增加，其连续程度增大，防腐性能提高；当ωＥＢ为３％时，涂层的防腐性能最佳。
这可能是由于涂层的连续性、附着力提高，对涂层中针孔和缺陷的钝化，以及ＥＢ对金属表面的阳极钝化和所形成的不溶铁－掺杂剂盐厚度达到最佳所致［１２］；当ωＥＢ为４％时，腐蚀电位开始下降，这是由于ＥＢ含量较多时，颗粒的团聚现象加重，使涂层的连续性和附着力受到影响，降低了ＥＢ的阳极保护作用和屏蔽作用，导致涂层的防腐性能下降。
２．３ 复合涂层不同浸泡时间的防腐性能比较
图３为不同ＥＢ含量的防腐涂层在３．５％ ＮａＣｌ溶液中分别浸泡６ｄ，１２ｄ和１８ｄ的Ｔａｆｅｌ曲线，表２－４为图３对应的腐蚀电位。与图２相比，图３ａ中所有涂层的腐蚀电位均呈现下降的趋势。分析认为：浸泡初期，腐蚀介质可能深入涂层，削弱了其应有的屏蔽作用，导致复合涂料的腐蚀电位明显下降，防腐性能降低。
表２ 不同ωＥＢ的复合涂层浸泡６ｄ的腐蚀电位
表３ 不同ωＥＢ的复合涂层浸泡１２ｄ的腐蚀电位
表４ 不同ωＥＢ的复合涂层浸泡１８ｄ的腐蚀电位
通过图３ａ和ｂ的对比可见，图３ｂ中所有涂层的腐蚀电位呈现出不同程度增加的趋势，并且ωＥＢ较高（２％，３％，４％）的复合涂层其增加程度大于单一涂层。这是由于在此浸泡期间，ＥＢ在金属和涂层界面处逐渐形成一薄层金属氧化膜，使得该处金属电极电位处于钝化区，电解质浸入涂层的速度减慢、数量减少。
与图３ｂ相比，从图３ｃ及表４可以看出，所有涂层的腐蚀电位又呈现降低的趋势，但复合涂层的腐蚀电位高于单一涂层。分析认为：随着浸泡时间的延长，涂层中的电解质溶液逐渐增多，复合涂层中的金属氧化膜被破坏，腐蚀程度较大，导致腐蚀电位降低；同时，由于单一涂层中未能形成氧化膜，腐蚀加剧，引起腐蚀电位降低程度较大。
２．４ 防腐涂层耐酸碱性能比较
参照ＧＢ １７６３－７９，比较了两种涂层的耐酸性和耐碱性，实验结果见表５。
表５ 两种涂层的耐酸碱性能比较
由表５可见，与醇酸涂料的单一涂层相比，复合涂层表现出了较高的耐酸碱性，防腐能力较强。
３ 结论
通过对复合涂层腐蚀电位的表征分析，确定了当复合涂料中ωＥＢ为３％时，制备的复合涂料具有较优的防腐性能；同时，在３．５％的ＮａＣｌ溶液中，随着浸泡时间的延长，复合涂层的腐蚀电位高于醇酸涂层，表明复合涂层具有较好的防腐能力。
