天然碱原卤液采集管道防腐涂层的研制及其性能研究

张宏忠; 刘振兴; 胡万达; 鹿一; 张硕; 吴巴特尔; 李团圆

CN 41-1437/TS ISSN 2096-1553

《轻工学报》严正声明

天然碱原卤液采集管道防腐涂层的研制及其性能研究

张宏忠 , 刘振兴 , 胡万达 , 鹿一 , 张硕 , 吴巴特尔 , 李团圆

张宏忠, 刘振兴, 胡万达, 等. 天然碱原卤液采集管道防腐涂层的研制及其性能研究[J]. 轻工学报.

引用本文: 张宏忠, 刘振兴, 胡万达, 等. 天然碱原卤液采集管道防腐涂层的研制及其性能研究[J]. 轻工学报.

ZHANG Hongzhong, LIU Zhenxing, HU Wanda, et al. Preparation and performance of anti-corrosion coating for natural alkali brine colletion pipelines[J]. Journal of Light Industry.

Citation: ZHANG Hongzhong, LIU Zhenxing, HU Wanda, et al. Preparation and performance of anti-corrosion coating for natural alkali brine colletion pipelines[J]. Journal of Light Industry.

天然碱原卤液采集管道防腐涂层的研制及其性能研究

1. 郑州轻工业大学材料与化学工程学院, 河南郑州 450001;
2. 环境污染治理与生态修复河南省协同创新中心, 河南郑州 450001;
3. 河南中源化学股份有限公司, 河南南阳 474775;
4. 河南顺圆水处理技术有限公司, 河南郑州 450003

作者简介: 张宏忠(1968—),男,河南省新乡市人,郑州轻工业大学教授,博士,主要研究方向为工业三废治理与资源化利用。E-mail:zhz@zzuli.edu.cn;

基金项目: 国家自然科学基金面上项目(42277413)
中图分类号: TS959.9;TQ114.13

Preparation and performance of anti-corrosion coating for natural alkali brine colletion pipelines

1. College of Materials and Chemical Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450001, China;
2. Henan Collaborative Innovation Center of Environmental Pollution Control and Ecological Restoration, Zhengzhou 450001, China;
3. Henan Zhongyuan Chemical Co., Ltd., Nanyang 474775, China;
4. Henan Shunyuan Water Treatment Technology Co., Ltd., Zhengzhou 450003, China
Received Date: 2024-06-21
Accepted Date: 2024-07-25
Available Online: 2025-06-11
CLC number: TS959.9;TQ114.13

摘要: 针对天然碱原卤液采集管道腐蚀问题,以环氧树脂(EP)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为基体材料,三氯十八烷基硅烷(OTS)改性的纳米二氧化硅(n-SiO₂)粒子作为填充材料,制备复合体系防腐涂层(EP+PDMS@SiO₂),通过塔尔菲(Tafel)极化分析、电化学阻抗(EIS)分析、挂片失量法等考查该防腐涂层的耐腐蚀性能。结果表明:n-SiO₂粒子及改性剂OTS的添加量为防腐涂层(EP+PDMS@SiO₂)耐腐蚀性能的关键影响因素,最佳添加量分别为2.1 g和0.5~1.0 mL;N80不锈钢标准腐蚀试片经耐腐蚀性能最优的EP+PDMS@SiO₂防腐涂层涂覆后,其自腐蚀电流降低了3个数量级,电荷转移电阻提升了3个数量级,腐蚀率由原来的2.004 4%降低为0.029 2%,说明该防腐涂层对抑制天然碱原卤液采集管道的腐蚀具有显著效果。
- 天然碱原卤液 /
- 采集管道 /
- 防腐涂层 /
- 纳米二氧化硅 /
- 三氯十八烷基硅烷
Abstract: To address the corrosion issue in the collection pipelines of natural alkali brine, a composite anticorrosion coating system (EP +PDMS@ SiO₂) was developed using epoxy resin (EP) and polydimethylsiloxane (PDMS) as matrix materials, with octadecyltrichlorosilane (OTS)-modified nano-silica (n-SiO₂) particles as filler materials. The corrosion resistance of the coating was evaluated through Tafel polarization analysis, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and weight loss method. Results showed that the addition amount of n-SiO₂ particles and modifier OTS were the key influencing factors, and the optimal addition amount was 2.1 g and 0.5 ~ 1.0 mL, respectively. When applied to N80 steel coupons, the optimized EP +PDMS@ SiO₂ coating reduced the self-corrosion current by three orders of magnitude and increased charge transfer resistance by three orders of magnitude. The corrosion rate decreased from 2.004 4% to 0.029 2%. This advancement holds the anti-corrosion coating with n-SiO₂ particles modified by OTS (EP + PDMS @ SiO₂) had a significant effect on inhibiting the corrosion of natural alkali brine collection and transportation pipelines.
- natural alkali brine /
- collection pipeline /
- anti-corrosion coating /
- nano-silica /
- octadecyltrichlorosilane
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  张宏忠 , 刘振兴 , 胡万达 , 鹿一 , 张硕 , 吴巴特尔 , 李团圆 . 天然碱原卤液采集管道防腐涂层的研制及其性能研究. 轻工学报, doi: 10.12187/2025.04.012
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  雷月馨 , 程张晨 , 陈瑾 , 贺禹丰 , 肖香 . 不同大麦多酚的抗氧化及降脂能力差异研究. 轻工学报,
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  雷月馨 , 程张晨 , 陈瑾 , 贺禹丰 , 肖香 . 不同大麦多酚的抗氧化及降脂能力差异研究. 轻工学报, doi: 10.12187/2025.04.004
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  徐愉聪 , 李雯政 , 范茂梅 , 步营 , 朱文慧 , 励建荣 , 李学鹏 . 基于密度泛函理论的EGCG与茶黄素抗氧化活性对比研究. 轻工学报, doi: 10.12187/2025.06.005

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

张宏忠, 刘振兴, 胡万达, 等. 天然碱原卤液采集管道防腐涂层的研制及其性能研究[J]. 轻工学报.

引用本文: 张宏忠, 刘振兴, 胡万达, 等. 天然碱原卤液采集管道防腐涂层的研制及其性能研究[J]. 轻工学报.

ZHANG Hongzhong, LIU Zhenxing, HU Wanda, et al. Preparation and performance of anti-corrosion coating for natural alkali brine colletion pipelines[J]. Journal of Light Industry.

Citation: ZHANG Hongzhong, LIU Zhenxing, HU Wanda, et al. Preparation and performance of anti-corrosion coating for natural alkali brine colletion pipelines[J]. Journal of Light Industry.

天然碱原卤液采集管道防腐涂层的研制及其性能研究

作者简介:张宏忠(1968—),男,河南省新乡市人,郑州轻工业大学教授,博士,主要研究方向为工业三废治理与资源化利用。E-mail:zhz@zzuli.edu.cn

1. 郑州轻工业大学材料与化学工程学院, 河南郑州 450001;
2. 环境污染治理与生态修复河南省协同创新中心, 河南郑州 450001;
3. 河南中源化学股份有限公司, 河南南阳 474775;
4. 河南顺圆水处理技术有限公司, 河南郑州 450003

收稿日期: 2024-06-21
录用日期: 2024-07-25
网络出版日期: 2025-06-11

基金项目: 国家自然科学基金面上项目(42277413)

关键词:

摘要: 针对天然碱原卤液采集管道腐蚀问题,以环氧树脂(EP)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为基体材料,三氯十八烷基硅烷(OTS)改性的纳米二氧化硅(n-SiO₂)粒子作为填充材料,制备复合体系防腐涂层(EP+PDMS@SiO₂),通过塔尔菲(Tafel)极化分析、电化学阻抗(EIS)分析、挂片失量法等考查该防腐涂层的耐腐蚀性能。结果表明:n-SiO₂粒子及改性剂OTS的添加量为防腐涂层(EP+PDMS@SiO₂)耐腐蚀性能的关键影响因素,最佳添加量分别为2.1 g和0.5~1.0 mL;N80不锈钢标准腐蚀试片经耐腐蚀性能最优的EP+PDMS@SiO₂防腐涂层涂覆后,其自腐蚀电流降低了3个数量级,电荷转移电阻提升了3个数量级,腐蚀率由原来的2.004 4%降低为0.029 2%,说明该防腐涂层对抑制天然碱原卤液采集管道的腐蚀具有显著效果。

English Abstract

Preparation and performance of anti-corrosion coating for natural alkali brine colletion pipelines

1. College of Materials and Chemical Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450001, China;
2. Henan Collaborative Innovation Center of Environmental Pollution Control and Ecological Restoration, Zhengzhou 450001, China;
3. Henan Zhongyuan Chemical Co., Ltd., Nanyang 474775, China;
4. Henan Shunyuan Water Treatment Technology Co., Ltd., Zhengzhou 450003, China

Received Date: 2024-06-21
Accepted Date: 2024-07-25
Available Online: 2025-06-11

Abstract: To address the corrosion issue in the collection pipelines of natural alkali brine, a composite anticorrosion coating system (EP +PDMS@ SiO₂) was developed using epoxy resin (EP) and polydimethylsiloxane (PDMS) as matrix materials, with octadecyltrichlorosilane (OTS)-modified nano-silica (n-SiO₂) particles as filler materials. The corrosion resistance of the coating was evaluated through Tafel polarization analysis, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and weight loss method. Results showed that the addition amount of n-SiO₂ particles and modifier OTS were the key influencing factors, and the optimal addition amount was 2.1 g and 0.5 ~ 1.0 mL, respectively. When applied to N80 steel coupons, the optimized EP +PDMS@ SiO₂ coating reduced the self-corrosion current by three orders of magnitude and increased charge transfer resistance by three orders of magnitude. The corrosion rate decreased from 2.004 4% to 0.029 2%. This advancement holds the anti-corrosion coating with n-SiO₂ particles modified by OTS (EP + PDMS @ SiO₂) had a significant effect on inhibiting the corrosion of natural alkali brine collection and transportation pipelines.

天然碱原卤液采集管道防腐涂层的研制及其性能研究

作者简介: 张宏忠(1968—),男,河南省新乡市人,郑州轻工业大学教授,博士,主要研究方向为工业三废治理与资源化利用。E-mail:zhz@zzuli.edu.cn;

Preparation and performance of anti-corrosion coating for natural alkali brine colletion pipelines

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

天然碱原卤液采集管道防腐涂层的研制及其性能研究

作者简介:张宏忠(1968—),男,河南省新乡市人,郑州轻工业大学教授,博士,主要研究方向为工业三废治理与资源化利用。E-mail:zhz@zzuli.edu.cn

English Abstract

Preparation and performance of anti-corrosion coating for natural alkali brine colletion pipelines

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