六方氮化硼环氧防腐耐磨涂料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种六方氮化硼防腐耐磨涂料及其制备方法与应用。所述制备方法包括：提供第一组分，包括：将六方氮化硼与苯胺低聚物在溶剂中混合，获得六方氮化硼分散液，之后将六方氮化硼分散液与环氧树脂及涂料助剂均匀混合；提供第二组分，所述第二组分包括固化剂或者固化剂与溶剂的混合物。所述涂料在使用时，可以先将第一、第二组分混合，之后覆设在基体表面，再固化形成涂层。本发明专利技术的六方氮化硼防腐耐磨涂料具有贮存稳定性好，不易沉底等优点，且由其形成的涂层具有很好的阻隔性能、防腐性能和耐磨性能，在建筑、化工、石油、电力、冶金、船舶、轻纺、储存、交通、航天等行业中有广泛应用前景。

【技术实现步骤摘要】
六方氮化硼环氧防腐耐磨涂料及其制备方法与应用
本专利技术具体涉及一种六方氮化硼环氧复合涂料、其制备方法及应用，属涂料

技术介绍
腐蚀给金属材料造成的直接损失巨大，主要体现在两个方面。首先，经济上，有人统计每年全世界腐蚀报废的金属约一亿吨,占年产量的20％～40％；而且随着工业化的进程的加速,腐蚀问题日趋严重化，估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备相当于年产量的30％，造成严重的经济损失。其次，腐蚀的巨大危害不仅体现在经济损失上，它还会带来惨重的人员伤亡、环境污染、资源浪费、阻碍新技术的发展、促进自然资源的损耗。金属腐蚀给国民经济和社会生活造成的严重危害已越来越为人们所认识重视。目前，表面涂层涂覆技术(有机涂层和无机涂层)是腐蚀防护的通用措施，尤其是有机涂层以其制备工艺简单、成本低廉，适宜规模化生产等优点得到广泛的应用。有机涂层对金属的防护作用主要包括物理阻隔，钝化，防锈填料的保护，阴极保护作用等。然而有机涂层材料并不是一个完美的阻隔体系，由于聚合物自身的分子链间隙会使涂层产生的孔隙，以及涂装过程中溶剂挥发产生的孔隙成为水汽、盐雾等腐蚀介质渗入的主要通道。为了延缓腐蚀的发生，常规重防腐涂料一般含有铬或铅等重金属化合物作为腐蚀抑制剂，对海洋环境和人类健康造成较大影响。随着人们环保和健康意识的增强，发展环境友好的无重金属的无毒防锈颜填料防腐涂料成为涂料发展的必然趋势。另一方面，六方氮化硼具有优异化学和热稳定性、疏水性、阻隔性，热传导性润滑性以及力学性能，特别是还具有绝缘性，若将其应用于涂料中，有可能会使涂料具有良好耐腐蚀性。然而，当直接将六方氮化硼添加到高分子聚合物或树脂中时，六方氮化硼之间由于π-π共轭作用和范德华力吸附作用而容易发生团聚，而难以均匀分散高分子聚合物或树脂中，导致微孔依然存在，形成的涂层的防护效果差。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种六方氮化硼防腐耐磨涂料及其制备方法与应用，以克服现有技术中的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术提供了一种六方氮化硼防腐耐磨涂料，其包括：第一组分，包括六方氮化硼、环氧树脂、苯胺低聚物，涂料助剂和溶剂，其中至少部分苯胺低聚物与六方氮化硼通过物理作用结合而使六方氮化硼在所述涂料中均匀分散；以及，第二组分，包括固化剂。在一些较佳实施方案中，所述涂料中六方氮化硼的含量为0.5wt％～2wt％。在一些较佳实施方案中，所述涂料包括：第一组分，包括：环氧树脂80～95重量份、六方氮化硼0.5～2重量份、苯胺低聚物0.25～1重量份、涂料助剂5～15重量份；以及，第二组分，包括：固化剂75～100重量份，溶剂0～25重量份；并且，第一组分与第二组分的质量比为100:10～100:80。本专利技术实施例还提供了一种六方氮化硼防腐耐磨涂料的制备方法，其包括：提供第一组分，包括：将六方氮化硼与苯胺低聚物在溶剂中混合，获得六方氮化硼分散液，之后将六方氮化硼分散液与环氧树脂及涂料助剂均匀混合；提供第二组分，所述第二组分包括固化剂或者固化剂与溶剂的混合物。进一步的，前述苯胺低聚物包括苯胺三聚体、苯胺四聚体、苯胺五聚体及苯胺六聚体中的任意一种或多种的组合，且不限于此。进一步的，前述六方氮化硼包括六方氮化硼纳米片、六方氮化硼微米片、六方氮化硼纳米带、少层六方氮化硼(2～5层)、多层六方氮化硼(5～9层)、六方氮化硼量子点中的任意一者或任意一者的衍生物(例如羟基化氮化硼、多巴胺氮化硼等)，且不限于此。进一步的，前述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、羟甲基双酚F型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、尼龙改性环氧树脂、线型苯酚甲醛环氧树脂、邻甲酚甲醛环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油脂型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂中的任意一种或多种的组合，且不限于此。进一步的，前述固化剂包括聚酰胺类固化剂，酸酐类固化剂或咪唑型固化剂等，且不信与此。进一步的，前述涂料助剂包括防沉剂、消泡剂和流平剂的任意一种或多种的组合，且不限于此。进一步，前述溶剂包括甲苯、二甲苯、丙酮、四氢呋喃、乙醇、乙酸乙酯和二甲基亚砜的任意一种或多种的组合，且不限于此。本专利技术实施例提供了由前述任意一种方法制备的六方氮化硼防腐耐磨涂料。本专利技术实施例还提供了前述六方氮化硼防腐耐磨涂料的用途。例如，本专利技术实施例还提供了由前述六方氮化硼防腐耐磨涂料形成的防腐耐磨涂层。例如，本专利技术实施例还提供了一种防腐耐磨涂层的制备方法。与现有技术相比，本专利技术利用苯胺低聚物极大地提高了六方氮化硼的分散稳定性，使六方氮化硼能够被均匀分散于环氧树脂中，而六方氮化硼的均匀分散使得其在环氧复合涂层中平行交叠分布，产生迷宫效应，从而大幅度提高了涂层的阻隔性能，减少涂层裂纹，延长腐蚀介质扩散通道，进而延缓金属腐蚀，同时通过六方氮化硼与苯胺低聚物的复合，还能够更为有效地使金属钝化，进一步抑制金属的腐蚀，且还显著增加了涂层的耐磨性，从而使制备的涂层阻隔性能良好、防腐耐磨性能持久，有望在建筑、化工、石油、电力、冶金、船舶、轻纺、储存、交通、航天等行业中取得广泛应用。附图说明图1a为本专利技术一典型实施案例中六方氮化硼经溶剂及苯胺低聚物分散前后的照片。图1b为本专利技术一典型实施案例中六方氮化硼与苯胺低聚物的结合原理示意图。图2a为对比例1所获纯环氧涂层的断面扫描电镜照片。图2b为实施例1所获六方氮化硼环氧复合涂层的断面扫描电镜照片。图2c为实施例2所获六方氮化硼环氧复合涂层的断面扫描电镜照片。图2d为实施例3所获六方氮化硼环氧复合涂层的断面扫描电镜照片。图2e为实施例1所获六方氮化硼环氧复合涂层透射电子显微镜照片。图3a为对比例1所获纯环氧涂层在浓度为3.5wt％的NaCl溶液中浸泡60天的交流阻抗图谱的bode图。图3b为实施例1所获六方氮化硼环氧复合涂层在浓度为3.5wt％的NaCl溶液中浸泡60天的交流阻抗图谱的bode图。图3c为实施例2所获六方氮化硼环氧复合涂层在浓度为3.5wt％的NaCl溶液中浸泡60天的交流阻抗图谱的bode图。图3d为实施例3所获六方氮化硼环氧复合涂层在浓度为3.5wt％的NaCl溶液中浸泡60天的交流阻抗图谱的bode图。图4为对比例1所获纯环氧涂层和实施例1、2、3所获不同含量六方氮化硼环氧复合涂层浸泡60天后的极化曲线图。图5为对比例1所获纯环氧涂层和实施例1、2、3所获不同含量六方氮化硼环氧复合涂层的热重曲线。图6a为对比例1所获纯环氧涂层和实施例1、2、3所获不同含量六方氮化硼环氧复合涂层的摩擦系数随时间的变化曲线。图6b为对比例1所获纯环氧涂层和实施例1、2、3所获不同含量六方氮化硼环氧复合涂层的磨损率图。具体实施方式本专利技术实施例的一个方面提供的一种六方氮化硼防腐耐磨涂料包括：第一组分，包括六方氮化硼、环氧树脂、苯胺低聚物，涂料助剂和溶剂，其中至少部分苯胺低聚物与六方氮化硼通过物理作用结合而使六方氮化硼在所述涂料中均匀分散；以及，第二组分，包括固化剂。进一步的，所述涂料中六方氮化硼的含量优选为0.5wt％～2wt％。进一步的，所述涂料中六方氮化硼与苯胺低聚物的质量比优选为1:10～10:1。进一步的，所述涂料中苯胺低聚物的含量优选为0.25wt％～1wt％。在一些较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六方氮化硼防腐耐磨涂料，其特征在于包括：第一组分，包括六方氮化硼、环氧树脂、苯胺低聚物，涂料助剂和溶剂，其中至少部分苯胺低聚物与六方氮化硼通过物理作用结合而使六方氮化硼在所述涂料中均匀分散；以及，第二组分，包括固化剂。

【技术特征摘要】
1.一种六方氮化硼防腐耐磨涂料，其特征在于包括：第一组分，包括六方氮化硼、环氧树脂、苯胺低聚物，涂料助剂和溶剂，其中至少部分苯胺低聚物与六方氮化硼通过物理作用结合而使六方氮化硼在所述涂料中均匀分散；以及，第二组分，包括固化剂。2.如权利要求1所述的六方氮化硼防腐耐磨涂料，其特征在于：所述涂料中六方氮化硼的含量为0.5wt％～2wt％，优选的，所述涂料中六方氮化硼与苯胺低聚物的质量比为1:10～10:1；和/或，所述涂料中苯胺低聚物的含量为0.25wt％～1wt％；和/或，所述涂料包括：第一组分，包括：环氧树脂80～95重量份、六方氮化硼0.5～2重量份、苯胺低聚物0.25～1重量份、涂料助剂5～15重量份；以及，第二组分，包括：固化剂75～100重量份，溶剂0～25重量份；并且，第一组分与第二组分的质量比为100:10～100:80。3.如权利要求1或2所述的六方氮化硼防腐耐磨涂料，其特征在于：所述苯胺低聚物包括苯胺三聚体、苯胺四聚体、苯胺五聚体及苯胺六聚体中的任意一种或多种的组合；和/或，所述六方氮化硼包括六方氮化硼纳米片、六方氮化硼微米片、六方氮化硼纳米带、少层六方氮化硼(2～5层)、多层六方氮化硼(5～9层)、六方氮化硼量子点中的任意一者或任意一者的衍生物；优选的，所述六方氮化硼的厚度≤20nm，尤其优选≤10nm；和/或，所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、羟甲基双酚F型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、尼龙改性环氧树脂、线型苯酚甲醛环氧树脂、邻甲酚甲醛环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油脂型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂中的任意一种或多种的组合；和/或，所述固化剂包括聚酰胺类固化剂，酸酐类固化剂或咪唑型固化剂；和/或，所述涂料助剂包括防沉剂、消泡剂和流平剂的任意一种或多种的组合，优选的，所述防沉剂包括气相二氧化硅、聚酰胺蜡和有机膨润土中的任意一种或多种的组合，优选的，所述消泡剂包括二甲基硅油、醚酯化合物、改性矿物油、聚乙氧基甘油醚、小分子金属有机物和改性有机硅聚合物中的任意一种或多种的组合，优选的，所述流平剂包括乙二醇丁醚、醋丁纤维素、聚丙烯酸酯类、硅油、羟甲基纤维素、聚二甲基硅烷、聚甲基苯基硅氧烷和改性有机硅化合物中的任意一种或多种的组合；和/或，所述溶剂包括甲苯、二甲苯、丙酮、四氢呋喃、乙醇、乙酸乙酯和二甲基亚砜的任意一种或多种的组合。4.一种六方氮化硼防腐耐磨涂料的制备方法，其特征在于包括：提供第一组分，包括：将六方氮化硼与苯胺低聚物在溶剂中混合，获得六方氮化硼分散液，之后将六方氮化硼分散液与环氧树脂及涂料助剂均匀混合；提供第二组分，所述第二组分包括固化剂或者固化剂与溶剂的混合物。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海超，崔明君，陈诚，邱诗惠，王立平，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33