纳米涂层在环氧树脂的改造性应用

环氧树脂作为三种通用热固性树脂之一，具有热稳定性好、附着力好、耐腐蚀性能好、固化后收缩率较小、电绝缘性好、机械性能好、使用方便等优点。加工成型，成本低。因此，在建材、电子、航空等诸多领域都有广泛的应用。近年来，纳米技术发展迅速并得到广泛应用。利用纳米材料对有机涂层进行改性，可以提高材料的耐老化性、耐候性和耐光性。并且纳米粒子尺寸小，在环氧树脂交联过程中，可以促进交联反应，增强环氧树脂的致密性，进而提高其抗腐蚀能力。

1、纳米TiO2改性环氧树脂

纳米二氧化钛具有良好的分散性、耐候性和优异的表面效果。纳米二氧化钛粉末因其良好的粒度而被广泛用作纳米二氧化钛基材料。溶剂型环氧树脂常用于防腐，但在固化过程中，溶剂挥发时会产生大量微孔，腐蚀液会通过微孔迅速渗透到被保护的基体中。在环氧树脂体系中加入纳米二氧化钛作为填料，可以增强环氧树脂的韧性，提高环氧树脂涂料的防腐性能。此外纳米涂层的材料，在环氧树脂中加入纳米二氧化钛可形成致密的三维网络结构，提高了环氧树脂的疏水性和致密性，将没食子酸酯改性的 TiO2 纳米颗粒添加到环氧树脂中制备了 EP/TiO2 纳米复合材料。结果表明，在环氧树脂中加入表面改性的二氧化钛纳米粒子，提高了环氧树脂的玻璃化转变温度，降低了水蒸气渗透性。随着没食子酸配体疏水部分的链长增加，EP/TiO2纳米复合材料的水蒸气透过率降低。纳米复合材料比纯环氧树脂具有更好的防腐性能，主要是因为表面改性的二氧化钛纳米颗粒起到除氧剂的作用，通过阴极机制抑制钢的腐蚀。

2、纳米SiO2改性环氧树脂

纳米SiO2是一种无机化学材料，具有球形显微组织、絮状和网状准粒状结构，可提高材料的综合性能，尤其是抗老化、材料强度和耐化学腐蚀性能。SiO2纳米粒子作为一种稳定、安全、丰富的材料，易于合成。对于环氧树脂，纳米SiO2可以促进其交联反应，提高分子间的结合力和表面附着力，从而提高环氧树脂的耐腐蚀性。尹春生在聚氨酯/环氧树脂（PU/EP）锌铝复合涂层中添加纳米SiO2。结果表明，当纳米SiO2的添加量为7%时，复合涂层的硬度增加，但吸水性能明显降低。与普通碳素结构钢和PU/EP锌铝复合涂层相比，纳米SiO2复合涂层的腐蚀电流密度分别降低了3和2个数量级。在3.5% NaCl溶液的耐腐蚀试验中，腐蚀时间由120d增加到180d。

3、纳米ZrO2改性环氧树脂

近年来，纳米ZrO2的研究因其比表面积大、耐腐蚀性强、力学性能和生物相容性优良，以及抗化学侵蚀和微生物侵蚀的能力而备受关注。一种非常有趣的防腐涂料添加剂。将其均匀分散到环氧树脂中，不仅可以提高环氧树脂的力学性能，还可以有效提高其防腐能力。采用苯乙烯偶联接枝法对ZrO2纳米粒子表面进行改性，提高ZrO2纳米粒子与环氧涂层的分散性，提高环氧树脂的耐腐蚀性能。结果表明，改性ZrO2纳米粒子具有良好的稳定性和有效的耐腐蚀性能。含有 2% 改性 ZrO2 纳米颗粒的环氧涂层在所有涂层样品中表现出最好的耐腐蚀性。

4、纳米Fe3O4改性环氧树脂

Fe3O4纳米粒子由于其独特的物理化学性质，已被广泛应用于纳米杂化或纳米复合材料的制备。Fe3O4纳米粒子是钢的腐蚀产物，比上述无机纳米粒子更能有效地提高环氧树脂的防腐性能。具有一定的优势。刘晓玲将环氧树脂分子接枝到Fe3O4表面，提高了改性Fe3O4与环氧树脂的相容性，减少了Fe3O4颗粒与环氧树脂的界面缺陷，改善了复合涂层。耐腐蚀性能。

5、碳纳米管改性环氧树脂

碳纳米管由于其独特的管状结构而表现出优异的机械、电学、防腐和机械性能。近年来，碳纳米管被认为是增强聚合物复合材料最有前途的材料之一。碳纳米管由于长宽比大，以及它们之间存在大量范德华力，容易发生团聚纳米涂层的材料，因此大多数研究人员会对其表面进行改性，以增加其防腐性能。用混合酸酸化多壁碳纳米管，用硅烷偶联剂（KH560）改性云母，用六亚甲基二胺连接云母和多壁碳纳米管，得到云母-多壁碳纳米管。复合材料。结果表明，添加10%的KH560后，多壁碳纳米管可以很好地分散在云母表面。与云母/环氧树脂和纯环氧树脂相比纳米涂层的材料，云母-MWCNT/环氧树脂复合涂层的电阻更大。

6、石墨烯改性环氧树脂

石墨烯对水、氧和氯离子具有阻隔作用，并且具有较大的比表面积和特殊的二维层状结构，这使得石墨烯在防腐领域具有广阔的应用前景。目前，石墨烯改性防腐涂料已应用于复杂的工业生产和海洋环境，使受保护的基材能够实现更长的防腐寿命。

张等人。研究了功能化硅烷偶联剂[2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷]的合成以改善GO表面，用于解决纳米材料的团聚问题并填充涂层以提高环氧涂层的耐腐蚀性。EIS和盐雾实验表明，官能化GO的加入提高了环氧复合材料的防腐性能，当官能化GO的用量为0.7%时，复合涂层的防腐性能最好。

7、纳米金属锌改性环氧树脂

在涂层中加入纳米金属Zn可以提高涂层的致密性。在环氧树脂中加入纳米金属锌可以提高涂层的附着力和渗透性。当涂层受到损伤时，纳米金属Zn会在损伤处析出并形成保护膜，从而延缓涂层的腐蚀。在环氧树脂中加入纳米锌粉，制成环氧富锌防腐涂料，并测试其耐腐蚀性。EIS测试表明，在阴极保护作用下，锌粉含量越高，涂层的保护能力越强。在盐雾腐蚀评价中，腐蚀主要发生在空白环氧涂层。改性后的涂层表现出良好的耐腐蚀性能，当锌粉质量分数为20%时涂层的防腐效果最好。

纳米粉末填料改性环氧树脂是提高防腐性能的重要方法。每个粒子都有自己独特的属性。当改性环氧树脂不能适应各种腐蚀环境时，可以复合多种纳米离子对环氧树脂进行协同改性，得到适用于不同环境的环。氧树脂。如何将不同的纳米离子整合在一起，发挥协同作用，更好地提高环氧树脂的防腐性能，将是未来研究的重要方向。