基于黏土矿物的镁合金水性自修复超双疏防腐涂层的制备及性能研究

基本信息
批准号:51873220
项目类别:面上项目
资助金额:63.00
负责人:张俊平
学科分类:
依托单位:中国科学院兰州化学物理研究所
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李步成,朱永峰,李凌霄,杨燕飞,董洁,田宁,胡涛,董拴涛
关键词:
埃洛石纳米管凹凸棒石超双疏涂层水性涂料缓释微囊
结项摘要

Corrosion-resistant superhydrophobic coatings are receiving great attention recently, but have some common problems such as increased corrosion by small or hot corrosive droplets, unscientific testing methods for the anti-corrosion properties, wettable by liquids of low surface tension, low mechanical stability as well as complicated and pollutive preparation methods. So, in this project we will prepare waterborne and self-healing corrosion-resistant superamphiphobic coatings on Mg alloy based on clay minerals. The coatings will be formed by the collaboration of the self-healing adhesive layer and the superamphiphobic coatings. The anti-corrosion properties will be studied by the combination of immersion in corrosive liquids and the salt spray test. The main research contents are: ①preparation of slow-release microcapsules by loading anticorrosion and self-healing agents into halloysite nanotubes, ②preparation of the self-healing adhesive layer by the combination of the microcapsules and shape memory polymers, ③preparation of the waterborne and self-healing corrosion-resistant superamphiphobic coatings, and ④study of the key factors influencing the anti-corrosion properties and the mechanisms. Consequently, waterborne and self-healing corrosion-resistant superamphiphobic coatings with excellent superamphiphobicity, stability, self-healing capability and anti-corrosion properties will be obtained. The effects of halloysite nanotubes, attapulgite and the shape memory polymers will be interpreted. Also, the collaboration and interaction of the self-healing adhesive layer and the superamphiphobic coatings will be revealed. Moreover, the key factors influencing the anti-corrosion properties and the mechanisms will be disclosed. This project will establish scientific basis for the design and preparation of novel biomimetic anti-corrosion coatings.

超疏水防腐涂层近年来受到广泛关注,但存在以下问题:微小液滴或热腐蚀液滴会加剧腐蚀、耐腐蚀性评价方法有待改进,易被低表面张力液体润湿,机械稳定性差,制备方法复杂、污染大。为此,本项目拟开展基于黏土矿物的镁合金水性自修复超双疏防腐涂层研究。通过自修复粘结层与超双疏涂层的协同作用构建防腐涂层,通过腐蚀溶液浸泡与盐雾试验相结合科学评价防腐性能。主要研究内容:①制备埃洛石纳米管@修复因子缓释微囊,②制备形状记忆环氧聚合物/埃洛石纳米管@修复因子自修复粘结层,③构建水性自修复超双疏防腐涂层,④研究影响防腐涂层性能的关键因素和影响机理。通过本项目研究,构建高效镁合金水性自修复超双疏防腐涂层,具有优异的超双疏性、稳定性、自修复性和防腐性;阐明埃洛石纳米管、凹凸棒石和环氧聚合物的作用,揭示自修复粘结层与超双疏涂层的协同作用机理,揭示影响防腐涂层性能的关键因素和影响机理,为新型仿生防腐涂层的研究提供科学依据。

项目摘要

超疏水防腐涂层近年来受到广泛关注,但存在以下问题:微小液滴或热腐蚀液滴会加剧腐蚀、耐腐蚀性评价方法有待改进,易被低表面张力液体润湿,机械稳定性差,制备方法复杂、污染大。为此,本项目开展了镁合金水性自修复超双疏防腐涂层研究。通过自修复粘结层与超双疏涂层的协同作用构建防腐涂层,通过腐蚀溶液浸泡与盐雾试验相结合科学评价防腐性能。通过本项目研究,取得以下研究结果。.实现了埃洛石纳米管对防腐因子负载,制备了形状记忆自修复粘结层。在此基础上,将传统环氧树脂粘结层和全氟癸基聚硅氧烷改性SiO2超双疏涂层相结合,制备了镁合金超双疏防腐涂层。由于优异的超双疏性及双层结构的协同作用,该涂层具有优异防腐性能,远优于同样结构的超疏水涂层。.将形状记忆自修复环氧树脂粘结层和全氟癸基聚硅氧烷改性SiO2超双疏涂层相结合,制备了自修复镁合金超双疏防腐涂层,具有优异的超双疏性、防腐性能及对物理划痕的自修复性能。这是由于自修复环氧树脂涂层能够有效带动超双疏涂层微观结构修复。随着微观结构修复,涂层超双疏性和防腐性能也完全恢复。.将分散有缓蚀剂的形状记忆聚合物为粘结层,超双疏改性凹凸棒石为面层,制备了镁合金自修复超双疏防腐涂层,具有优异的超双疏性和长期防腐性能,对各种物理损伤具有良好自修复能力。这是由于形状记忆粘结层和超双疏面层的协同作用,粘结层通过加热修复物理划痕的过程中,带动面层微观结构修复,从而使超双疏性能得以恢复。.以光热超疏水碳纳米管为面层,形状记忆聚合物为粘结底层,制备了镁合金光热自修复超疏水防腐涂层,具有优异的超疏水性,对化学、物理破坏均具有优异的光热自修复性能。这是由于碳纳米管优异的光热转换性能,光照下涂层表面温度能在较短时间内超过形状记忆聚合物玻璃化转变温度,诱导粘结层发生形状记忆效应,加之与超疏水面层的协同作用,使涂层超疏水性、防腐性完全恢复。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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