水性环氧防腐氮化硼涂层

天元航材是一家拥有50余年的生产技术工艺沉淀的化工原料厂家，主营产品有六方氮化硼（HBN、白石墨烯）等氮化硼产品化工原料产品。今天，小编给大家介绍下关于水性环氧防腐氮化硼涂层的相关知识，我们的六方氮化硼可用于制备氮化硼涂料，六方氮化硼掺杂水性环氧树脂可以提供其耐腐蚀性能，那么您了解种改性氮化硼应用于水性环氧防腐涂层的制备工艺方法吗？一起来看看吧！

环氧树脂自出现以来，以其优异的性能被广泛应用于各个领域。环氧树脂的优异性能取益于环氧基、羟基、醚键等活性基团和非极性基团的分子结构，因此它在粘合剂、涂料、工程塑料、电子和电器、复合材料和建筑材料中起着重要的作用。其中，水性环氧树脂具有突出的性能优势，因此制备的水性环氧树脂涂层也具有优异的性能，在水性产品中变得越来越重要。专家认为，水性环氧树脂在当今的环境保护领域具有非常广阔的发展前景。然而，水性环氧树脂在固化过程中容易产生孔洞、裂纹等缺陷，严重限制了其在防腐领域的应用。那么，如何改善水性环氧树脂的这一缺陷呢？

水性环氧涂料是以水作为溶剂或分散介质的涂层，是指环氧树脂以颗粒或液滴形式分散在分散介质中作为连续相的稳定分散体系。除了溶剂基环氧树脂涂料的优点外，水性环氧树脂涂料还具有以下特点：
1、绿色环保性价比高：还具备不包含有机溶剂或挥发性有机化合物的含量比较低,不会产生大气污染,因此满足现阶段自然环境保护的相关要求；
2、操作性佳：水性环氧树脂涂料的作业实际操作性价比高,施工设备可用清水立即清洁,可以从室温柔潮湿的环境中固化,有科学合理的凝固时间,并确保有着很高的交联密度。这也是一般的水性丙烯酸涂料和水性聚氨酯涂料所所不具备的。
3、真实水性化：以水做为分散介质，无气味、贮存、质优价廉、不燃性，运输使用中的平安性也大幅提高；
4、适应力量强：对许多底材具备非常高的附着力,固化之后的涂膜耐腐蚀性和耐化学药品特性优良,同时硬度大、涂膜收缩小、耐磨性能好、电绝缘特性优良等；

六方氮化硼是一种二维纳米片，具有优异的阻隔性能、力学性能和化学惰性。因此，它常被用于提高水性环氧树脂涂层在腐蚀性介质上的密度、力学性能和屏障性能。例如，h-bnnss是一种优秀的电绝缘体（多层h-bnnss的带隙为5.2~5.4ev，单层的带隙约为5.97ev），并且比石墨烯具有更好的抗氧化性。因此，使用h-bnnss作为ep保护填料仍能保证其在恶劣海水环境下具有良好的化学稳定性。然而，由于水的表面张力大于六方氮化硼的临界润湿表面张力，水基树脂难以实现六方氮化硼的高渗透性和分散性，因此六方氮化硼容易在水基树脂基体中聚集，造成涂层缺陷。

目前，h-bnnss作为防腐填料的主要瓶颈是：

(1)h-bnnss的化学稳定性很好，惯性很强，因此不易大规模制备，导致工业应用障碍较大，因此在制备h-bnnss时要保证高收率；
(2)h-bnnss在水或有机溶剂中的分散性较差，这将决定h-bnnss的屏蔽效果，这是提高其耐腐蚀性的关键因素。
下面介绍一种改性氮化硼应用于水性环氧防腐涂层的制备工艺方法
主要工艺方法如下：采用化学改性法对具有高渗透性的纳米六方氮化硼（h-BN）进行表面改性，制备改性纳米氮化硼/水基环氧防腐复合涂料。
(1)首先对h-BN进行羟基化，然后用KH-550对KBN进行羟基化，得到KBN改性的h-BN功能填料（KBN），制备KBN/水性环氧树脂（EP）复合涂层。研究了KBN的分散性及其添加性对水基环氧涂层腐蚀行为的影响。结果表明，在水性环氧体系中，经KH-550改性的KBN的分散度明显优于未改性的h-BN。KBN/EP复合涂层的低频阻抗是纯EP涂层的3.8倍，比BN（1.0 wt.%）/EP复合涂层高3.1倍。同时，KBN/EP复合涂层的低频阻抗随着KBN添加量的增加而减小。当添加量为0.5 wt.%时，复合涂层具有最好的防腐性能，低频阻抗值为6.73×10~7Ω·cm~2。
(2)在前期工作的基础上，为了进一步提高KBN的分散性，KBN用丁二酸酐羧基化，然后用氨基化三聚磷酸钠（STP）与KBN反应制备STP改性的h-BN功能填料（SBN），制备SBN/EP复合涂层。红外光谱和XRD光谱证实，STP已成功接枝到KBN板层表面，而接枝反应对纳米填料层的间距没有影响。同时，与KBN相比，SBN上的磷酸钠基具有较强的水溶性，在水性环氧体系中分散得更均匀。
电化学阻抗谱（EIS）和盐喷雾实验表明，SBN/EP复合涂层的耐腐蚀性明显高于KBN/EP。SBN/EP复合涂层的低频阻抗可达1.48×10~8Ω·cm~2，比KBN/EP复合涂层和纯EP涂层高一个数量级。
制备工艺流程如下：
s1、将氮化硼(h-bn)粉末分散在有机溶剂中，随后添加氢氧化钠和氯化锂,氢氧化钠与氮化硼的质量比为4-6:1，在140℃-160℃下水热处理5-7h后获得分散液；
s2、流程s1的分散液根据以1300-1700rpm/min的转速比离心分离7-15min，并且在离心分离后取上层清液就可获得羟基化的氮化硼纳米片分散液；
s3、流程s2的纳米片分散液经滤出、清洗、烘干后可获得羟基化的氮化硼纳米片粉末；
s4、将3-氨丙基三乙氧基硅烷(aptes)添加乙醇溶液中，浓度值为1-1.5mg/ml，根据升温混合使3-氨丙基三乙氧基硅烷充分水解，随后添加流程s3的羟基化的氮化硼纳米片粉末，经55℃-65℃油浴中持续混合20-40min后、滤出、清洗和干燥后获得改性氮化硼纳米片(简写aptes@h-bn纳米片)。
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