【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及深海防腐耐磨，尤其涉及一种防腐耐磨一体化涂层及其制备方法和应用。
技术介绍
1、海洋环境中，金属材料由于受到海水腐蚀与磨损的交互作用而损坏、失效，严重制约着海洋材料的应用。我国正通过建设海上风电场，利用潮汐能发电等方式积极推动海洋能源的开发和利用。我国自主研制的高技术装备已经陆续列装近海区域，并进入大规模服役阶段，然而这些海洋工程装备长期浸泡在海水中，使暴露于海洋大气环境下的金属材料受到严重腐蚀。同时，海洋工程装备运行过程中常常伴有各种摩擦学问题，导致设备磨损破坏，从而加速金属材料的损伤和失效。目前的深海工程装备材料(如钛合金、铜合金和镍合金等)还不能完全满足海洋工程装备长期暴露于海洋环境的转动系统或其他部件的长寿命运行要求。因此，如何解决海洋环境中转动系统、锚链或其他部件所面临的腐蚀和磨损造成的部件失效问题，是海洋工程装备领域亟待解决的技术难题。因此需要在材料选择、表面处理和涂层技术等方面进行创新和研究，以提高装备部件的抗腐蚀性能和耐磨性能。
2、水性环氧树脂中的挥发性有机化合物含量较低，不会造成空气的污染，且水性环氧树脂优异的机械性能、化学稳定性、以及与金属基材良好的黏附性能等特点使其被用来代替传统的有机涂层应用于金属的防护领域。鉴于水性环氧树脂在涂层中的一些局限性，如润滑性和防腐性不足，为满足装备的使用要求，选择高分子量的水性环氧树脂作为涂层基础材料，高分子量的树脂具有更好的柔韧性，能够提高涂层的抗溶剂性、附着力和基底润湿性。利用高分子量水性环氧树脂中的环氧基与多胺类固化剂反应进行交联，形成优良的
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种防腐耐磨一体化涂层及其制备方法和应用，所述防腐耐磨一体化涂层的摩擦系数低，在海洋环境下防腐和耐磨性能优异。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种防腐耐磨一体化涂层，按照质量份数计，包括以下制备原料：水性环氧树脂20～40份，改性mxene纳米片0.1～0.5份，固化剂20～40份，分散剂0.01～0.05份，消泡剂0.01～0.05份，流平剂0.01～0.05份和溶剂20～40份；
4、所述改性mxene纳米片为接枝四丁基氢氧化磷苯并三氮唑木质素复合材料的mxene纳米片。
5、优选的，所述改性mxene纳米片的制备方法包括以下步骤：
6、将mxene纳米片、2,5-二氨基苯磺酸和水第一混合，进行改性，得到氨基化改性的mxene纳米片；
7、将所述氨基化改性的mxene纳米片、水和四丁基氢氧化磷苯并三氮唑木质素复合材料第二混合，进行接枝，得到所述改性mxene纳米片。
8、优选的，所述第一混合前，还包括将所述mxene纳米片进行预处理；
9、所述预处理包括以下步骤：
10、将mxene和二甲亚砜混合后，进行第一离心，将离心出来的纳米片和水混合，依次进行超声和第二离心，得到预处理后的mxene纳米片。
11、优选的，所述mxene纳米片、2,5-二氨基苯磺酸和水的质量比为(1～2):(1～2):1；
12、所述改性在搅拌的条件下进行，所述搅拌的温度为75～85℃，转速为200～300rpm，时间为2～3h。
13、优选的，所述氨基化改性的mxene纳米片、水和四丁基氢氧化磷苯并三氮唑木质素复合材料的质量比为(1～2):(1～2):(2～3)；
14、所述接枝在搅拌的条件下进行，所述搅拌的温度为80～90℃，转速为200～300rpm，时间为18～24h。
15、优选的，所述水性环氧树脂为双酚a型水性环氧树脂，所述水性环氧树脂的环氧值为0.55～0.6。
16、优选的，所述固化剂为三乙烯四胺固化剂；
17、所述分散剂包括byk-104s、byk-166和byk-410中的一种或几种。
18、优选的，所述消泡剂包括有机硅消泡剂、byk-052n和byk-410中的一种或几种；
19、所述流平剂包括byk-345、byk-300和byk-370中的一种或几种；
20、所述溶剂为水。
21、本专利技术还提供了上述技术方案所述防腐耐磨一体化涂层的制备方法，包括以下步骤：
22、将将水性环氧树脂、改性mxene纳米片、固化剂、分散剂、消泡剂、流平剂和溶剂混合，得到混合浆料；
23、将所述混合浆料喷涂在基材表面，固化，得到所述所述防腐耐磨一体化涂层。
24、本专利技术还提供了上述技术方案所述防腐耐磨一体化涂层或上述技术方案所述制备方法制备得到的防腐耐磨一体化涂层在海洋防腐领域中的应用。
25、本专利技术提供了一种防腐耐磨一体化涂层，按照质量份数计，包括以下制备原料：水性环氧树脂20～40份，改性mxene纳米片0.1～0.5份，固化剂20～40份，分散剂0.01～0.05份，消泡剂0.01～0.05份，流平剂0.01～0.05份和溶剂20～40份；所述改性mxene纳米片为接枝四丁基氢氧化磷苯并三氮唑木质素复合材料的mxene纳米片。本专利技术采用接枝四丁基氢氧化磷苯并三氮唑木质素复合材料的mxene纳米片可以进一步提高mxene在水性环氧树脂中的分散性和界面相容性，从而减少摩擦过程中剪切应力的几种，减小涂层的磨损。同时四丁基氢氧化磷苯并三氮唑木质素复合材料中的极性元素n和p在摩擦过程中会与金属基底反应形成化学膜，增强涂层的摩擦学性能。mxene的片状结构，在涂层内堆叠形成的“迷宫效应”，能够延长腐蚀性介质的渗透路径，并且四丁基氢氧化磷苯并三氮唑木质素复合材料中的木质素含有酚羟基可以有效的捕获氧自由基，形成共振稳定的半醌自由基来中断链式反应，从而提高涂层在海洋环境下的耐腐蚀性能；同时，本专利技术所述防腐耐磨一体化涂层使用水性环氧树脂作为基础材料，具有环保、低挥发性、高化学稳定性和良好的粘结性，本专利技术采用改性mxene纳米片作为耐磨防腐填料不仅具有出色的润滑性能，还具有优异耐腐蚀性，因此能显著提高涂层的耐腐蚀以及减摩抗磨性能；本专利技术所述防腐耐磨一体化涂层在干摩擦条件下涂层表现出良好的摩擦学性能，该涂层改善了有机粘结涂层在长期暴露于深海环境时的防腐耐磨性能，减少由于高载荷冲击和机械磨损等因素造成的损伤失效问题。
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1.一种防腐耐磨一体化涂层，其特征在于，按照质量份数计，包括以下制备原料：水性环氧树脂20～40份，改性MXene纳米片0.1～0.5份，固化剂20～40份，分散剂0.01～0.05份，消泡剂0.01～0.05份，流平剂0.01～0.05份和溶剂20～40份；
2.如权利要求1所述的防腐耐磨一体化涂层，其特征在于，所述改性MXene纳米片的制备方法包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的防腐耐磨一体化涂层，其特征在于，所述第一混合前，还包括将所述MXene纳米片进行预处理；
4.如权利要求2所述的防腐耐磨一体化涂层，其特征在于，所述MXene纳米片、2,5-二氨基苯磺酸和水的质量比为(1～2):(1～2):1；
5.如权利要求2所述的防腐耐磨一体化涂层，其特征在于，所述氨基化改性的MXene纳米片、水和四丁基氢氧化磷苯并三氮唑木质素复合材料的质量比为(1～2):(1～2):(2～3)；
6.如权利要求1所述的防腐耐磨一体化涂层，其特征在于，所述水性环氧树脂为双酚A型水性环氧树脂，所述水性环氧树脂的环氧值为0.55～0.6。
7.如权利要求1所述的防腐耐磨一体化涂层，其特征在于，所述固化剂为三乙烯四胺固化剂；
8.如权利要求1所述的防腐耐磨一体化涂层，其特征在于，所述消泡剂包括有机硅消泡剂、BYK-052N和BYK-410中的一种或几种；
9.权利要求1～8任一项所述防腐耐磨一体化涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.权利要求1～8任一项所述防腐耐磨一体化涂层或权利要求9所述制备方法制备得到的防腐耐磨一体化涂层在海洋防腐领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种防腐耐磨一体化涂层，其特征在于，按照质量份数计，包括以下制备原料：水性环氧树脂20～40份，改性mxene纳米片0.1～0.5份，固化剂20～40份，分散剂0.01～0.05份，消泡剂0.01～0.05份，流平剂0.01～0.05份和溶剂20～40份；
2.如权利要求1所述的防腐耐磨一体化涂层，其特征在于，所述改性mxene纳米片的制备方法包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的防腐耐磨一体化涂层，其特征在于，所述第一混合前，还包括将所述mxene纳米片进行预处理；
4.如权利要求2所述的防腐耐磨一体化涂层，其特征在于，所述mxene纳米片、2,5-二氨基苯磺酸和水的质量比为(1～2):(1～2):1；
5.如权利要求2所述的防腐耐磨一体化涂层，其特征在于，所述氨基化改性的...
【专利技术属性】
技术研发人员：于强亮，周峰，刘斯瑜，李传鹏，蔡美荣，于波，刘维民，
申请(专利权)人：烟台先进材料与绿色制造山东省实验室，
类型：发明
国别省市：
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