Page 47 - 《精细化工》2020年第12期
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第 12 期                      鲍   艳，等:  二维层状材料在涂层防腐中的研究进展                                 ·2409·


            纳米片与水性聚氨酯间的界面相容性；同时，h-BN                           合也可将两者的优势集于一体，如 ZHANG 等                  [24] 采
            纳米片作为抑制电解质渗透的有效屏障，提高了水                             用 PDA 对 h-BN 进行修饰，接着，通过水热法在其
            性聚氨酯的防腐蚀性能。在质量分数为 3.5%的 NaCl                       表面生长 Fe 3 O 4 而制备了 h-BN-Fe 3 O 4 杂化材料，见
            溶液中浸泡 114 h 后，纯聚氨酯涂层的阻抗模量从                         图 4；最后，将其作为填料引入至环氧树脂中，使
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            最初的 1.0×10 Ω·cm 下降到 1.0×10  Ω·cm ，而复               h-BN 和 Fe 3 O 4 的性能同步发挥，从而获得防腐蚀性
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            合涂层的阻抗模量仅从最初的 1.0×10 Ω·cm 下降                       能优异的复合涂层。
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            到 1.0×10  Ω·cm 。为了克服 h-BN 纳米片的疏水性，
            WU 等   [21] 采用氧化石墨烯纳米片对 h-BN 进行非共
            价键修饰， GO 与 h-BN 之间的 π-π 相互作用使 h-BN
            均匀地堆积在 GO 表面，并将其与水性环氧树脂复
            合在碳钢表面形成涂层，见图 3。结果表明，GO 修
            饰增强了 h-BN 与水性环氧树脂的相容性，有效改
            善了 h-BN 的团聚现象。同时，当 GO/h-BN 质量分
            数为 0.3%时，制备的复合涂层的防腐蚀性能最好，
            这主要归因于 GO/h-BN 复合材料的均匀分散以及
            GO 和 h-BN 对腐蚀性介质的协同阻隔效应。CUI 等
            [22] 利用羧化苯胺三聚体与 h-BN 纳米片形成 π-π 相

            互作用，将其分散在水性环氧树脂体系中，羧化苯                                图 4  h-BN-Fe 3 O 4 杂化材料的制备过程示意图      [24]
            胺三聚体的引入提升 h-BN 纳米片与水性环氧树脂                          Fig. 4    Schematic diagram of the preparation process of
            的相容性。                                                     h-BN-Fe 3 O 4  hybrid material [24]

                                                                   h-BN 纳米片对涂层防腐蚀性能的提高主要归
                                                               因于其优异的片层阻隔性能和电绝缘性能，但其片
                                                               层易堆积的缺点仍然是一个难题。虽然可采用表面
                                                               修饰和非共价功能化对 h-BN 纳米片进行改性，通
                                                               过在 h-BN 纳米片表面引入官能团，解决 h-BN 纳米
                                                               片在涂层中的分散问题，发挥 h-BN 片层结构的阻
                                                               隔屏蔽作用及高绝缘性能，提高复合涂层的耐腐蚀

                 图 3  GO/h-BN 复合材料的制备过程示意图          [21]       性，但两者间的结合力不强，且过程复杂，因此分
               Fig. 3    Preparation process of Go/h-BN composite [21]   散问题的解决程度有限。另外，h-BN 纳米片较高的

                 利用 h-BN 的高绝缘性来阻隔导电材料石墨烯                       成本也限制了其应用。
            与金属基底的直接接触，从而阻止导电通路的形成，                            3    二硫化钼在涂层防腐中的研究进展
            不仅可实现金属的长期防腐，还可将 h-BN 与石墨
            烯的防腐蚀性能集于一体，显著提高涂层的防腐效                                 二硫化钼（MoS 2 ）是具有多种优异物理性能的
            果。HUANG 等      [23] 先将 h-BN 负载在石墨烯纳米片              过渡金属硫化物，呈黑色层状粉末，有金属光泽，
            上；随后，通过多巴胺自聚合制备了聚多巴胺包覆                             单层厚度为 0.65 nm。MoS 2 由 3 个原子层组成，具
            的 h-BN-石墨烯纳米杂化物；然后，将其引入 PVB                        有蜂窝状六边形排列的 Mo 层夹在 2 个具有六边形
            树脂中并应用于低碳钢表面。当 m( 石墨 烯 ) ∶                         排列的 S 层之间，硫钼原子通过共价键相连                  [25] ，层
            m(h-BN)= 1∶1 时，复合涂层的防腐蚀性能比纯 PVB                    与层之间通过范德华力连接，可以相互滑动。同时，
            提高了 2 个数量级。这是因为，h-BN 优异的绝缘性                        MoS 2 具有比表面积大、疏水性能好、化学稳定性高、
            能有效防止了石墨烯纳米片与金属的直接连接，切                             机械性能优异等特点，被广泛应用于润滑                     [26] 和催
            断了石墨烯与金属间导电通路的形成；且高黏性的                             化 [27] 等领域。MoS 2 在防腐领域的应用是近几年才发
            PDA 提高了涂层与基体间的附着力，同时刚性的                            展起来的，但同样由于片层间的范德华力使 MoS 2
            h-BN 可以将有卷曲趋势的纳米杂化物展开，使其具                          容易堆积，限制了涂层中 MoS 2 防腐蚀性能的发挥，
            有有效的长径比，从而增强了涂层的阻隔屏蔽性能，                            因此，对 MoS 2 进行剥离、掺杂或表面改性使其均
            赋予复合涂层优异的防腐蚀性能。与 h-BN 和石墨                          匀分散在聚合物中是提高涂层防腐蚀性能的关键。
            烯的复合相似，h-BN 和具有防腐蚀性能的 Fe 3 O 4 复                       通过超声作用破坏 MoS 2 片层间的范德华力是
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