一种复合防腐涂料、制备方法及应用

本发明属于纳米复合材料，具体涉及一种复合防腐涂料、制备方法及应用。

背景技术：

1、金属腐蚀是人类工业生产中常常遇到的问题，严重影响桥梁、船舶、航空航天和化工管道等领域金属材料的性能和使用寿命，腐蚀不仅会造成巨额经济损失，甚至威胁人们生命安全。面对这一问题已有许多策略来应对，环氧树脂由于其优秀的力学性能、机械强度和耐化学腐蚀性能常常被用来制备防腐涂层，并且其成本较低且施工简单。但其固化过程中会产生微裂纹孔道，导致腐蚀粒子(如h2o)通过孔道进入涂层，造成涂层失效和基体腐蚀。二维材料因其独特的片层结构，在涂层中可以发挥出色的阻隔防腐作用而受到广泛关注与研究，氧化石墨烯纳米片，氮化硼，蒙脱土等都已应用于二维材料改善环氧树脂涂层防腐性能的研究中。近几年新兴的mxene是化学成分为mn+1xntx的过渡金属碳/氮化物的二维纳米材料，其中m、x和t分别与过渡金属、碳或氮和表面官能团有关。mxene材料具有突出的比表面积、化学稳定性、亲水性和高机械强度，并且mxene具有片状形貌和与金属材料固有的协同性能，具有提高机械强度、增强摩擦学性能、提高阻隔腐蚀性能等潜力，是制备新型环氧树脂纳米复合涂层更合适的候选者。

2、目前报道的mxene防腐涂层难以和树脂基体相容是影响其复合涂层发展的主要阻碍，相容性差意味着材料在树脂基体内会发生分散不均匀、团聚等现象，导致复合材料出现缺陷影响防腐性能。并且目前报道的mxene防腐涂层制备过程复杂，成本较高。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提出一种复合防腐涂料、制备方法及应用。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种复合防腐涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

4、s1、将mxene纳米片加入到乙醇和去离子水的混合溶液中，超声振荡使混合溶液中的mxene纳米片充分分散得到混合物一；

5、s2、对混合物一加热，然后加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷并搅拌；同时加入醋酸调节混合物一与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷反应时的ph值；反应得到混合物二；对混合物二进行离心处理得到沉淀物，再对沉淀物真空干燥得到改性mxene材料；

6、s3、将改性mxene材料加入到环氧树脂中搅拌均匀得到共混物一，向共混物一中加入聚酰胺固化剂并搅拌均匀得到共混物二，将混合物二放入真空烘箱室温静置1h进行脱气泡处理即可得到复合防腐涂料。

7、优选地，步骤s1中，每100ml混合溶液中，需加入200--250mg mxene纳米片；所述混合溶液中乙醇和去离子水的体积比为4：1。

8、优选地，步骤s2中，每100ml混合物一需要加入4-5mlγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

9、优选地，步骤s2中，混合物一与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷反应时的ph值控制在3～4。

10、优选地，步骤s3中，改性mxene材料和环氧树脂的质量比为(20-21)：1000。

11、优选地，步骤s3中，共混物一中和聚酰胺固化剂的质量比为2：(1-2)。

12、优选地，所述环氧树脂为afg90环氧树脂。

13、优选地，聚酰胺固化剂为650低分子聚酰胺。

14、一种复合防腐涂料由上述所述的制备方法制备而成。

15、上述所述的一种复合防腐涂料作为防腐涂层在航空航天领域的应用。

16、本发明的有益效果：经过γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷表面改性的mxene纳米片在环氧树脂中具有较好的分散性，加入该纳米片的复合涂料具有更好的防腐性能。

技术特征：

1.一种复合防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，每100ml混合溶液中，需加入200--250mg mxene纳米片；所述混合溶液中乙醇和去离子水的体积比为4：1。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，每100ml混合物一需要加入4-5mlγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，混合物一与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷反应时的ph值控制在3～4。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，改性mxene材料和环氧树脂的质量比为(20-21)：1000。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，共混物一中和聚酰胺固化剂的质量比为2：(1-2)。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂为afg90环氧树脂。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚酰胺固化剂为650低分子聚酰胺。

9.一种复合防腐涂料由权利要求1-8任一所述的制备方法制备而成。

10.如权利要求9所述的一种复合防腐涂料作为防腐涂层在航空航天领域的应用。

技术总结
本发明属于纳米复合材料技术领域，具体涉及一种复合防腐涂料、制备方法及应用；所述制备方法包括下述步骤：S1、将MXene纳米片加入到乙醇和去离子水的混合溶液中，超声振荡使混合溶液中的MXene纳米片充分分散得到混合物一；S2、对混合物一加热，然后加入γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷并搅拌；同时加入醋酸调节混合物一与γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷反应时的pH值；得到混合物二；对混合物二进行离心处理得到沉淀物，再对沉淀物进行真空干燥得到改性MXene材料。S3、将改性MXene材料加入到环氧树脂中搅拌均匀得到共混物一，向共混物一中加入聚酰胺固化剂并搅拌均匀得到共混物二，将混合物二放入真空烘箱室温静置1h进行脱气泡处理即可得到复合防腐涂料。

技术研发人员：宋承俊,晁敏,骆春佳,陈曦,颜录科
受保护的技术使用者：长安大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10