改性六方氮化硼、水性抗氧防腐涂层及其制备方法

摘要

本发明公开了一种改性六方氮化硼、水性抗氧防腐涂层及其制备方法，其中的改性六方氮化硼，其特征在于，包括功能碳纳米颗粒；所述功能碳纳米颗粒，是经硅烷偶联剂改性的碳纳米颗粒；所述碳纳米颗粒，是柠檬酸与乙二胺经水热合成反应的产物；所述水性抗氧防腐涂层包括所述的改性六方氮化硼；解决现有六方氮化硼容易在水性树脂基质中团聚以致影响水性涂料涂层防腐性能，及现有水性防腐涂料在苛刻的氧腐蚀环境下对腐蚀性介质的屏蔽能力较差以致防腐性能不佳的问题。

权利要求

1.一种水性抗氧防腐涂层，由水性耐氧防腐涂料制成，其特征在于，所述涂料包括：改性六方氮化硼；

所述改性六方氮化硼，包括：功能碳纳米颗粒；

所述功能碳纳米颗粒，是经硅烷偶联剂改性的碳纳米颗粒；

所述碳纳米颗粒，是柠檬酸与乙二胺经水热合成反应的产物；

所述产物的获得方法是：

将所述柠檬酸、所述乙二胺及水混匀后在150‑250 ℃的温度下进行所述水热合成反应

3‑6 h后得到反应物；

过滤并冷冻干燥所述反应物得到粒径为20‑50 nm的所述产物；

将所述功能碳纳米颗粒与六方氮化硼均匀分散于水中得到混合物；

过滤后冷冻干燥所述混合物得到所述改性六方氮化硼；

所述硅烷偶联剂是γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

2.根据权利要求1所述的水性抗氧防腐涂层，其特征在于：进行所述水热合成反应的原料组成，按照质量份数计算包括：

5‑15份的柠檬酸；

2‑7份的乙二胺；

80‑90份的水。

3.根据权利要求2所述的水性抗氧防腐涂层，其特征在于：所述硅烷偶联剂改性碳纳米颗粒的方法是：将0.1‑0.5份所述碳纳米颗粒均匀分散于10‑20份水及80‑90份乙醇的混合溶液中得到第一混合溶液；

将0.1‑0.5份所述硅烷偶联剂均匀分散于所述第一混合溶液中得到第二混合溶液；

过滤并冷冻干燥所述第二混合溶液得到粒径为100‑200 nm的所述功能碳纳米颗粒。

4.根据权利要求3所述的水性抗氧防腐涂层，其特征在于：按照质量份数计算，所述功能碳纳米颗粒为1‑5份，所述六方氮化硼为3‑10份，水为85‑

95份。

5.根据权利要求1所述的水性抗氧防腐涂层，其特征在于，所述涂料还包括：水性环氧树脂、固化剂及水。

6.根据权利要求5所述的水性抗氧防腐涂层，其特征在于：所述水性环氧树脂20‑30份，所述固化剂30‑40份，所述改性六方氮化硼1‑10份，所述水

30‑50份。

7.根据权利要求5所述的水性抗氧防腐涂层，其特征在于：所述水性环氧树脂是改性双酚A环氧树脂；

所述固化剂是脂肪族多元胺类固化剂。

8.一种水性抗氧防腐涂层的制备方法，其特征在于，包括：权利要求5‑7任一项所述的水性耐氧防腐涂料；

利用旋涂取向法涂覆所述水性耐氧防腐涂料以制成所述涂层。

9.根据权利要求8所述的水性抗氧防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述旋涂取向法包括：将所述水性耐氧防腐涂料涂覆在金属材料表面后在500‑3000 rpm转速下旋转10‑60 s。

10.根据权利要求8所述的水性抗氧防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述旋涂取向法包括：所述涂层在40‑100 ℃下干燥3‑6 h。

说明书

改性六方氮化硼、水性抗氧防腐涂层及其制备方法

技术领域

[0001] 本公开涉及一种功能填料、应用该功能填料的水性防腐涂料及其制备方法。

背景技术

[0002] 氧气是一种很强的去极化剂，可以直接参与到腐蚀过程的阴极还原反应，加速阴极反应，并且较高的氧分压会更进一步加速腐蚀的阴极反应。因此，金属设备在极端氧环境中，尤其是在高压注空气采油、大型压缩空气储能等高压、高氧含量环境中，腐蚀速率将被提高两个数量级以上。制备适用于苛刻氧腐蚀环境的功能防腐涂层是国家的重要需求和技术难点。

[0003] 水性涂料中含有较少的有毒重金属和挥发性有机化合物（VOCs），对环境友好，对人体健康无害，因此受到越来越多的关注。但是，水性涂层普遍存在着固化程度低、交联度差、难以成膜、对金属材料的附着力弱等问题。而且水性涂料中残留的亲水基团和表面活性剂会形成极性通道，加速腐蚀介质的渗透，导致涂层对腐蚀性介质的屏蔽能力较差，尤其是在苛刻的氧腐蚀环境下。

[0004] 六方氮化硼是一种二维纳米片材，具有优异的阻隔性能、机械性能和化学惰性，因此常被用来提高水性涂层的致密度、机械性能以及对腐蚀介质的阻隔性能。但是，由于水的表面张力大于六方氮化硼的临界润湿表面张力，水性树脂很难实现对六方氮化硼的高渗透和分散，因此六方氮化硼很容易在水性树脂基质中团聚并在涂层中造成缺陷。

[0005] 此外，传统的涂层制备工艺不能调控六方氮化硼的排布方式，致使六方氮化硼在水性树脂基质中杂乱排布，并不能最大化六方氮化硼的阻隔能力。因此实现六方氮化硼在水中长效稳定分散、与水性树脂良好兼容并最大化其阻隔性能，使其相应的涂层能够抵抗苛刻的氧腐蚀环境，是水性涂层领域的研究难点。

发明内容

[0006] 有鉴于此，本公开提供一种改性六方氮化硼，解决现有六方氮化硼容易在水性树脂基质中团聚以致影响水性涂料涂层防腐性能的问题。

[0007] 另外，本公开还提供一种水性抗氧防腐涂层，解决现有水性防腐涂料在苛刻的腐蚀环境下对腐蚀性介质的屏蔽能力较差以致防腐性能不佳的问题。

[0008] 同时，本公开还提供了改性六方氮化硼及水性抗氧防腐涂层的制备方法。

[0009] 第一方面，所述的一种改性六方氮化硼其特征在于，包括：

[0010] 功能碳纳米颗粒；

[0011] 所述功能碳纳米颗粒，是经硅烷偶联剂改性的碳纳米颗粒；

[0012] 所述碳纳米颗粒，是柠檬酸与乙二胺经水热合成反应的产物。

[0013] 进一步地，所述硅烷偶联剂是γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；

[0014] 以及/或，

[0015] 进行所述水热合成反应的原料组成，按照质量份数计算包括：

[0016] 5‑15份的柠檬酸；

[0017] 2‑7份的乙二胺；

[0018] 80‑90份的水。

[0019] 进一步地，所述改性的方法是：

[0020] 将0.1‑0.5份所述碳纳米颗粒均匀分散于10‑20份水及80‑90份乙醇的混合溶液中得到第一混合溶液；

[0021] 将0.1‑0.5份所述硅烷偶联剂均匀分散于所述第一混合溶液中得到第二混合溶液；

[0022] 过滤并冷冻干燥所述第二混合溶液得到粒径为100‑200 nm的所述功能碳纳米颗粒；

[0023] 以及/或，

[0024] 所述产物的获得方法是：

[0025] 将所述柠檬酸、所述乙二胺及水混匀后在150‑250 ℃的温度下进行所述水热合成反应3‑6 h后得到反应物；

[0026] 过滤并冷冻干燥所述反应物得到粒径为20‑50 nm的所述产物。

[0027] 第二方面，所述的一种改性六方氮化硼的制备方法，其特征在于，包括：

[0028] 权利要求1‑3任一项所述的功能碳纳米颗粒；

[0029] 将所述功能碳纳米颗粒与六方氮化硼均匀分散于水中得到混合物；

[0030] 过滤后冷冻干燥所述混合物得到所述改性六方氮化硼。

[0031] 进一步地，按照质量份数计算，所述功能碳纳米颗粒为1‑5份，所述六方氮化硼为3‑10份，水为85‑95份。

[0032] 第三方面，所述的一种水性抗氧防腐涂层，由水性耐氧防腐涂料制成，其特征在于，所述涂料包括：

[0033] 第一方面所述的改性六方氮化硼。

[0034] 进一步地，所述涂料还包括：

[0035] 水性环氧树脂、固化剂及水。

[0036] 进一步地，所述水性环氧树脂20‑30份，所述固化剂30‑40份，所述改性六方氮化硼1‑10份，所述水30‑50份；

[0037] 以及/或，

[0038] 所述水性环氧树脂是改性双酚A环氧树脂；

[0039] 所述固化剂是脂肪族多元胺类固化剂。

[0040] 第四方面，所述的一种水性抗氧防腐涂层的制备方法，其特征在于，包括：

[0041] 权利要求6‑8任一项所述的水性耐氧防腐涂料；

[0042] 利用旋涂取向法涂覆所述水性耐氧防腐涂料以制成所述涂层。

[0043] 进一步地，所述旋涂取向法包括：

[0044] 将所述水性耐氧防腐涂料涂覆在金属材料表面后在500‑3000 rpm转速下旋转10‑60 s；

[0045] 以及/或，

[0046] 所述涂层在40‑100 ℃下干燥3‑6 h。

[0047] 进一步地，所述转速是1500 rpm；

[0048] 所述旋转时间为40 s。

[0049] 本发明具有如下有益效果：

[0050] 一、提高六方氮化硼的分散性

[0051] 本公开的改性六方氮化硼，改性使用的碳纳米颗粒具有氨基、羧基、羟基等多种基团，进一步利用γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷对碳纳米颗粒进行改性获得功能碳纳米颗粒，从而使得功能碳纳米颗粒的表面还增加了环氧和硅烷醇基基团，如此，功能碳纳米颗粒与六方氮化硼之间的π‑π作用对六方氮化硼进行改性，赋予六方氮化硼足够的表面电荷去克服疏水力和范德华力作用，解决了六方氮化硼与水之间表面能不匹配以致引起团聚的问题，本公开的改性六方氮化硼纳米片材在水中可以稳定分散7天以上；

[0052] 二、提高水性防腐涂层的防腐性能

[0053] 1、因高压、高氧含量环境中氧气传质速率和传质量都会显著提高，且功能碳纳米颗粒表面存在有利于O2吸附的带电位点，并能促使O‑O键断裂产生与碳钢反应活性较高的活性氧原子，涂层覆盖的钢板表面产生致密的钝化膜，可为钢板提供进一步的保护。

[0054] 2、改性六方氮化硼表面具有硅烷醇基基团，能够与金属材料表面的羟基进行反应，产生Si‑O‑Me（Me代表金属材料）和Si‑O‑Si以及氢键，可增强涂层与金属材料之间的界面结合，从而增强涂层对金属材料的粘附性。

[0055] 3、改性六方氮化硼彼此之间以及其与水性树脂体系之间的化学键、氢键、范德华力作用使受损区域自动修复。

[0056] 4、改性六方氮化硼表面具有氨基、羟基、羧基、环氧基、硅烷醇基等多元基团，与环氧树脂和固化剂之间存在化学键、氢键作用，可以参与水性树脂的固化过程，增强填料与树脂之间界面结合，提高涂层的固化度、交联密度。

[0057] 综上，本公开的改性六方氮化硼复合的涂层，通过形成钝化保护膜、提供自修复功能、增强涂层固化度及增加对金属材料的粘附性的协同作用，达到提高涂层的防腐性能的目的，解决现有水性防腐涂料在苛刻的腐蚀环境下对腐蚀性介质的屏蔽能力较差以致防腐性能不佳的问题。

附图说明

[0058] 通过以下参考附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：

[0059] 图1A、图1B、图1C分别是碳纳米颗粒、功能碳纳米颗粒、改性六方氮化硼的TEM图像；图1A所示，碳纳米颗粒大概为20‑50 nm；图1B所示，功能碳纳米颗粒大概为100‑200 nm。

[0060] 图2A、图2B、图2C分别是功能碳纳米颗粒、六方氮化硼、改性六方氮化硼分散液（1 mg/ml）在蒸馏水中分散7天后的数字图像；可以看出，改性六方氮化硼可在蒸馏水中稳定分散7天以上。

[0061] 图3A是对比例1的截面SEM图；

[0062] 图3B是对比例2的截面SEM图；

[0063] 图3C是对比例3的截面SEM图；

[0064] 图3D是实施例1的截面SEM图；

[0065] 从图3A可以看出，纯水性环氧涂层的固化度较低，还存在一些缺陷,加入功能碳纳米颗粒后涂层的截面变的更加平整且几乎没有任何缺陷（图3B），涂层的固化度显著提高；从图3C可以看出，未经改性的商业六方氮化硼在水性环氧树脂基质中严重团聚，杂乱排布，并造成众多缺陷；从图3D可以看出，改性六方氮化硼纳米片在水性环氧树脂基质具有良好的分散性和兼容性，与树脂之间的界面结合也显著增强，并且沿水平方向取向排布,在增强的界面结合和提高的排列有序度的共同作用下，涂层内基本没有缺陷。

[0066] 图4A‑4D分别是在3 MPa纯O2和3.5 wt.% NaCl溶液协同的苛刻氧环境中浸泡15天后对比例1、2、3以及实施例1覆盖的金属表面的SEM图；

[0067] 从图4A‑4D可以看出，在3 MPa纯O2和3.5 wt.% NaCl溶液协同的苛刻氧环境中浸泡15天后，对比例1、3覆盖的金属表面有大量的腐蚀产物产生，对比例2以及实施例1覆盖的金属表面有致密的钝化膜保护。

[0068] 图5 A1‑ 5D2是被制备在玻璃板上带有划痕的样品在显微镜下的图像；其中5A1‑5D1是对比例1‑3和实施例1被划破后的初始图像，5A2‑5D2是对比例1‑3和实施例1被划破后在蒸馏水中浸泡3小时后的图像；

[0069] 从图5A1、5A2、5C1、5C2中可以看出，在蒸馏水中浸泡3小时后，对比例1、3的划痕区域没有愈合现象，而从图5B1、5B2、5D1、5D2中可以看出，在蒸馏水中浸泡3小时后，对比例2以及实施例1的划痕区域有明显的愈合现象。

具体实施方式

[0070] 以下基于实施例对本公开进行描述，但是值得说明的是，本公开并不限于这些实施例。在下文对本公开的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本公开。

[0071] 此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本公开的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。

[0072] 同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。

[0073] 对比例1

[0074] 1、金属表面预处理：

[0075] 采用喷砂机对金属表面进行抛光处理，然后用溶剂超声清洗，以去除其表面油脂、灰尘等杂质，并80 ℃烘干。

[0076] 2、纯水性环氧涂层制备：

[0077] 取25份水性CYDW‑100环氧树脂和35份CYDHD‑220固化剂加入到40份蒸馏水中，通过持续超声与机械搅拌获得均匀分散的水性环氧涂料，然后利用旋涂取向法将水性环氧涂料涂覆在金属材料表面，1500 rpm高速旋转40 s后60 ℃加热5 h固化得到纯水性环氧涂层。

[0078] 3、性能测定

[0079] （1）对上述制备的涂层进行粘附性测试。

[0080] （2）将上述制备的涂层在3 MPa 纯O2和3.5 wt.% NaCl溶液协同的苛刻环境中浸泡15天，并测试其低频阻抗模量。

[0081] 对比例2

[0082] 1、金属表面预处理同对比例1；

[0083] 2、功能碳纳米颗粒制备：

[0084] （1）取10份柠檬酸和5份乙二胺溶解在85份蒸馏水中，磁力搅拌30 min，然后转移至水热反应釜中，200 ℃加热反应5 h后将反应后溶液过滤并冷冻干燥得到碳纳米颗粒。

[0085] （2）取0.2份碳纳米颗粒分散于19.8份水和79.8份乙醇的混合溶液中，加入0.2份γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，水浴80 ℃搅拌18 h后过滤并冷冻干燥得到功能碳纳米颗粒。

[0086] 3、功能碳纳米颗粒/水性环氧涂层制备

[0087] 取3份功能碳纳米颗粒、25份水性CYDW‑100环氧树脂和35份CYDHD‑220固化剂加入到37份蒸馏水中，通过持续超声与机械搅拌获得均匀分散的水性环氧涂料，然后利用旋涂取向法将水性环氧涂料涂覆在金属材料表面，1500 rpm高速旋转40 s后60 ℃加热5 h固化得到功能碳纳米颗粒复合水性环氧涂层。

[0088] 4、性能测定。

[0089] 对比例3

[0090] 1、金属表面预处理同对比例1；

[0091] 2、六方氮化硼/水性环氧涂层制备：

[0092] 取3份六方氮化硼、25份水性CYDW‑100环氧树脂和35份CYDHD‑220固化剂加入到47份蒸馏水中，通过持续超声与机械搅拌获得均匀分散的水性环氧涂料，然后利用旋涂取向法将水性环氧涂料涂覆在金属表面，1500 rpm高速旋转后40 s后60 ℃加热5 h固化得到六方氮化硼复合水性环氧涂层。

[0093] 3、性能测定。

[0094] 实施例1

[0095] 1、金属表面预处理同对比例1；

[0096] 2、功能碳纳米颗粒制备：

[0097] （1）取10份柠檬酸和5份乙二胺溶解在85份蒸馏水中，磁力搅拌30 min，然后转移至水热反应釜中，200 ℃加热反应5 h。然后将反应后溶液冷冻干燥得到碳纳米颗粒。

[0098] （2）取0.2份碳纳米颗粒分散于19.8份水和79.8份乙醇的混合溶液中，加入0.2份 γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，水浴80 ℃搅拌18 h。然后冷冻干燥得到功能碳纳米颗粒。

[0099] 3、改性六方氮化硼纳米片材制备

[0100] （1）取2份功能碳纳米颗粒和8份六方氮化硼分散于90份蒸馏水中。

[0101] （2）将上述混合物进行搅拌、超声、抽滤、冷冻干燥等处理，即可得到改性六方氮化硼纳米片材。

[0102] 4、改性六方氮化硼/水性环氧防腐涂层制备

[0103] 取3份改性六方氮化硼、25份水性CYDW‑100环氧树脂和35份CYDHD‑220固化剂加入到47份蒸馏水中，通过持续超声与机械搅拌获得均匀分散的水性环氧防腐涂料，然后利用旋涂取向法将水性环氧防腐涂料涂覆在金属材料表面，1500 rpm高速旋转40 s后60 ℃加热5 h固化涂层，得到改性六方氮化硼复合水性环氧防腐涂层。

[0104] 5、性能测定。

[0105] 测试结果

[0106] 一、对实施例1和对比例1‑3进行粘附性测试，其结果如下表1。

[0107] 表1 对比例1‑3和实施例1的粘附力测试结果

[0108] 实验组别 粘附力（单位：MPa）对比例1 0.45±0.05
对比例2 1.45±0.10
对比例3 1.31±0.08
实施例1 4.02±0.15

[0109] 由表1分析结果如下：

[0110] 表1中对比例1及对比例2的粘附力数据，结合图3A、3B可以看出，由于功能碳纳米颗粒与水性树脂基质之间存在化学键和氢键作用，因此功能碳纳米颗粒的引入可以提高涂层的固化度并增强填料与水性树脂之间的界面结合。

[0111] 此外，由于功能碳纳米颗粒表面的硅烷醇基与金属材料表面的羟基之间存在化学键、氢键作用，因此，涂层与金属材料之间的界面结合也得到了增强。

[0112] 由对比例1和对比例3的对比结果可以看出，六方氮化硼具有较强的机械性能，可以增强涂层整体的机械稳定性。而实施例1的粘附力又显著高于对比例2、3，证明在功能碳纳米颗粒和六方氮化硼的协同作用下使涂层的固化度显著提高，并在涂层内部形成致密的交联网络，在涂层/金属材料界面形成致密的粘接网络，最终致使水性涂层对金属材料的粘附性显著增强。

[0113] 二、对实施例1和对比例1‑3的低频阻抗模量进行测试，其结果如下表2。

[0114] 表2 对比例1‑3和实施例1的低频阻抗模量测试结果

[0115] 实验组别 低频阻抗模量（单位：ohm cm2）5
对比例1 2.63×10
9
对比例2 1.15×10
5
对比例3 2.15×10
10
实施例1 2.02×10

[0116] 由表2分析结果如下：

[0117] 由对比例1和对比例2的对比结果以及表1、附图3A与3B、3C与3D的对比中以看出，功能碳纳米颗粒的引入可以提高涂层的固化度，增强填料/水性树脂、涂层/金属材料之间的界面结合，赋予涂层自修复性能并在材料表面形成致密的钝化膜，因此对比例2的低频阻抗模量显著高于对比例1。

[0118] 由对比例1和对比例3的对比结果以及表1、附图3C可以看出，未经改性的商业六方氮化硼与水性树脂的兼容性比较差，其在水性树脂中严重团聚，造成众多涂层缺陷，致使对比例3的低频阻抗模量与对比例1相差无几。

[0119] 对比各方面结果可知，改性六方氮化硼在水性树脂中良好分散并取向排布（附图3D），填料/水性树脂、涂层/金属材料之间的界面结合增强（附图3D，表1），涂层固化度提高且损伤区域能够自主修复（附图5B2、5D2），并在涂层表面形成致密的钝化膜（附图4B、4D），最终致使实施例1的低频阻抗模量比对比例1高5个数量级左右（表2）。钝化膜的形成机理是：在苛刻氧环境中，氧气的传质速率和传质量都较快、较高，此时功能碳纳米颗粒发挥其催化特性，将渗透的氧气催化分解成氧原子进而与金属材料反应生成致密的钝化膜。

[0120] 另外，本公开对实施例1中的碳纳米颗粒、功能碳纳米颗粒、改性六方氮化硼进行了物性测试，具体如图1A‑1C，及图2A‑2C所示。其中，图1A、图1B、图1C分别是碳纳米颗粒、功能碳纳米颗粒、改性六方氮化硼的TEM图像；图1A所示，碳纳米颗粒大概为20‑50 nm；图1B所示，功能碳纳米颗粒大概为100‑200 nm。图2A、图2B、图2C分别是功能碳纳米颗粒、六方氮化硼、改性六方氮化硼分散液（1 mg/ml）在蒸馏水中分散7天后的数字图像；可以看出，改性六方氮化硼可在蒸馏水中稳定分散7天以上。

[0121] 实施例2

[0122] 1、金属表面预处理同对比例1；

[0123] 2、功能碳纳米颗粒制备

[0124] （1）取10份柠檬酸和5份乙二胺溶解在85份蒸馏水中，磁力搅拌30 min，然后转移至水热反应釜中，200 ℃加热反应5 h。然后将反应后溶液冷冻干燥得到碳纳米颗粒。

[0125] （2）取0.2份碳纳米颗粒分散于19.8份水和79.8份乙醇的混合溶液中，加入0.2份γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，水浴80 ℃搅拌18 h。然后冷冻干燥得到功能碳纳米颗粒。

[0126] 3、改性六方氮化硼纳米片材制备

[0127] （1）取2份功能碳纳米颗粒和8份六方氮化硼分散于90份蒸馏水中。

[0128] （2）将上述混合物进行搅拌、超声、抽滤、冷冻干燥等处理，即可得到改性六方氮化硼纳米片材。

[0129] 4、改性六方氮化硼/水性环氧防腐涂层制备

[0130] 取1份改性六方氮化硼、25份水性CYDW‑100环氧树脂和35份固化剂加入到45份蒸馏水中，通过持续超声与机械搅拌获得均匀分散的水性环氧防腐涂料，然后利用旋涂取向法将水性环氧防腐涂料涂覆在金属材料表面，1500 rpm高速旋转40 s后60 ℃加热5 h固化得到改性六方氮化硼复合的水性环氧防腐涂层。

[0131] 5、性能测定。 此实施例在3 MPa 纯O2和3.5 wt.% NaCl溶液协同的苛刻环境中浸10  2
泡15天后阻抗值为1.51×10 ohm cm。

[0132] 实施例3

[0133] 1、金属表面预处理同对比例1；

[0134] 2、功能碳纳米颗粒制备

[0135] （1）取10份柠檬酸和5份乙二胺溶解在85份蒸馏水中，磁力搅拌30 min，然后转移至水热反应釜中，200 ℃加热反应5 h。然后将反应后溶液冷冻干燥得到碳纳米颗粒。

[0136] （2）取0.2份碳纳米颗粒分散于19.8份水和79.8份乙醇的混合溶液中，加入0.2份γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，水浴80 ℃搅拌18 h。然后冷冻干燥得到功能碳纳米颗粒。

[0137] 3、改性六方氮化硼纳米片材制备

[0138] （1）取2份功能碳纳米颗粒和8份六方氮化硼分散于90份蒸馏水中。

[0139] （2）将上述混合物进行搅拌、超声、抽滤、冷冻干燥等处理，即可得到改性六方氮化硼纳米片材。

[0140] 4、改性六方氮化硼/水性环氧涂层制备

[0141] 取5份改性六方氮化硼、25份水性CYDW‑100环氧树脂和35份CYDHD‑220固化剂加入到45份蒸馏水中，通过持续超声与机械搅拌获得均匀分散的水性环氧防腐涂料，然后利用旋涂取向法将水性环氧防腐涂料涂覆在金属材料表面，1500 rpm高速旋转40 s后60 ℃加热5 h固化得到改性六方氮化硼复合的水性环氧防腐涂层。

[0142] 5、性能测定。此实施例在3 MPa 纯O2和3.5 wt.% NaCl溶液协同的苛刻环境中浸10  2
泡15天后阻抗值为3.47×10 ohm cm。

[0143] 实施例4

[0144] 1、金属表面预处理同对比例1；

[0145] 2、功能碳纳米颗粒制备

[0146] （1）取10份柠檬酸和5份乙二胺溶解在85份蒸馏水中，磁力搅拌30 min，然后转移至水热反应釜中，200 ℃加热反应5 h。然后将反应后溶液冷冻干燥得到碳纳米颗粒。

[0147] （2）取0.2份碳纳米颗粒分散于19.8份水和79.8份乙醇的混合溶液中，加入0.2份γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，水浴80 ℃搅拌18 h。然后冷冻干燥得到功能碳纳米颗粒。

[0148] 3、改性六方氮化硼纳米片材制备

[0149] （1）取2份功能碳纳米颗粒和8份六方氮化硼分散于90份蒸馏水中。

[0150] （2）将上述混合物进行搅拌、超声、抽滤、冷冻干燥等处理，即可得到改性六方氮化硼纳米片材。

[0151] 4、改性六方氮化硼/水性环氧涂层制备

[0152] 取7份改性六方氮化硼、25份水性CYDW‑100环氧树脂和35份CYDHD‑220固化剂加入到43份蒸馏水中，通过持续超声与机械搅拌获得均匀分散的水性环氧防腐涂料，然后利用旋涂取向法将水性环氧防腐涂料涂覆在金属材料表面，1500 rpm高速旋转40 s后60 ℃加热5 h固化得到改性六方氮化硼复合的水性环氧防腐涂层。

[0153] 5、性能测定。此实施例在3 MPa 纯O2和3.5 wt.% NaCl溶液协同的苛刻环境中浸10  2
泡15天后阻抗值为2.52×10 ohm cm。

[0154] 实施例5

[0155] 1、金属表面预处理同对比例1；

[0156] 2、功能碳纳米颗粒制备

[0157] （1）取10份柠檬酸和5份乙二胺溶解在85份蒸馏水中，磁力搅拌30 min，然后转移至水热反应釜中，200 ℃加热反应5 h。然后将反应后溶液冷冻干燥得到碳纳米颗粒。

[0158] （2）取0.2份碳纳米颗粒分散于19.8份水和79.8份乙醇的混合溶液中，加入0.2份 γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，水浴80 ℃搅拌18 h。然后冷冻干燥得到功能碳纳米颗粒。

[0159] 3、改性六方氮化硼纳米片材制备

[0160] （1）取2份功能碳纳米颗粒和8份六方氮化硼分散于90份蒸馏水中。

[0161] （2）将上述混合物进行搅拌、超声、抽滤、冷冻干燥等处理，即可得到改性六方氮化硼纳米片材。

[0162] 4、改性六方氮化硼/水性环氧涂层制备

[0163] 取10份改性六方氮化硼、25份水性CYDW‑100环氧树脂和35份CYDHD‑220固化剂加入到30份蒸馏水中，通过持续超声与机械搅拌获得均匀分散的水性环氧防腐涂料，然后利用旋涂取向法将水性环氧防腐涂料涂覆在金属材料表面，1500 rpm高速旋转40 s后60 ℃加热5 h固化得到改性六方氮化硼复合的水性环氧防腐涂层。

[0164] 5、性能测定。此实施例在3 MPa 纯O2和3.5 wt.% NaCl溶液协同的苛刻环境中浸10  2
泡15天后阻抗值为1.94×10 ohm cm。

[0165] 以上所述实施例仅为表达本公开的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本公开专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本公开的保护范围。因此，本公开专利的保护范围应以所附权利要求为准。