[发明专利]一种MXene改性环氧防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种MXene改性环氧防腐涂料，属于防腐涂料技术领域。二维层状材料MXene具有比表面积大、高弹性模量(和石墨烯相同)、高弯曲强度、耐磨损等优点，可作为环氧涂料的填料来降低传统环氧涂料的孔隙率、增大膜内保护层面积并提高其耐磨损性能；另外，MXene的褶皱属性赋予其更加显著的物理屏蔽作用与迷宫效应，从而可显著增强环氧涂料的防腐蚀性能。因此，将MXene作为填料来改进传统环氧涂料的耐磨防腐性能，特别是在恶劣工况下的腐蚀防护性能，具有巨大的潜力和广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于防腐涂料技术领域，涉及一种MXene改性环氧防腐涂料及其制备方法。

背景技术

金属腐蚀和磨损导致当今世界面临的主要问题。油气田、炼化等传统能源领域是金属腐蚀与磨损的重灾区。据统计，能源行业每年因金属腐蚀与磨损而导致的损失较高，金属腐蚀与磨损防护刻不容缓。在众多已开发的防护手段中，防腐涂料因其成本低、施工简单、环境适应性强、适用范围广及防护效果较好等特点，成为目前金属腐蚀与磨损防护的主要手段。特别是环氧类防腐涂料，具有力学强度高、化学稳定性好、收缩率低等特点而被广泛使用。然而，传统环氧类涂料往往存在孔隙率高、硬度低、易受氧气、水与氯离子侵袭破坏等缺点，导致应用环境受限。因此，亟需对传统环氧涂料进行改进，以增强其在苛刻工况环境中的抗腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中，传统环氧涂料存在孔隙率高、硬度低、易受氧气、水与氯离子侵袭破坏的缺点，提供一种MXene改性环氧防腐涂料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种MXene改性环氧防腐涂料，以质量份数计，MXene改性环氧防腐涂料包括以下组分：Ti₃C₂Tx(MXene)10～15份、环氧树脂20～40份、成膜助剂2～5 份、填料20～60份、固化剂5～30份和30～40份有机溶剂；

有机溶剂由二甲苯、正丁醇和环己酮组成；

优选地，成膜助剂为分散剂、消泡剂、流平剂中的任意一种或几种组成；

填料为滑石粉、硫酸钡、钛白粉中的任意一种或几种组成；

固化剂由聚酰胺、芳香胺、指环胺中的任意一种或几种组成；

Ti₃C₂Tx(MXene)的粒径为5～50nm。

一种MXene改性环氧防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1)将Ti₃C₂Tx(MXene)粉末和硅烷偶联剂一起加入到二甲苯溶液中，超声分散后得到预处理浆料A；

步骤2)向预处理浆料A中加入环氧树脂、二甲苯、正丁醇、环己酮、成膜助剂和填料后，球磨后得到混合物B；

步骤3)混合物B中加入固化剂，搅拌均匀后得到MXene改性环氧防腐涂料。

优选地，步骤1)中的Ti₃C₂Tx(MXene)粉末的制备方法如下：

步骤101)将LiF和硫酸混合，搅拌至LiF完全溶解，得到混合溶液；

步骤102)将Ti₃AlC₂加入混合溶液中，通过原位锂离子插层法得到 Ti₃C₂Tx(MXene)粉末。

优选地，步骤2)中，混合物B的细度为30-50μm。

优选地，步骤1)中，Ti₃C₂Tx(MXene)粉末、硅烷偶联剂和二甲苯混合时的质量比为(10～15)：0.5：20；