一种抗摩擦自修复导电防腐涂料的制备方法及涂料与流程

本发明涉及防腐涂料，尤其涉及一种抗摩擦自修复导电防腐涂料的制备方法及涂料。

背景技术：

1、金属腐蚀每年带来的损失是巨大的，全球每年因金属腐蚀造成的经济损失达到数千亿美元。目前控制金属防腐的主要措施包括选择合适的耐腐蚀材料、金属表面涂层保护、电化学保护和环境条件控制。与其他防腐方法相比，金属表面涂层保护施工方便、成本低、使用寿命长，已成为一种经济、有效的防腐措施。

2、普通的防腐涂料由聚合物树脂、溶剂、颜料等组成，由于交联反应和固化过程中水分的不断蒸发，涂层固化过程中容易产生大量的微孔和缺陷，腐蚀介质通过这些微孔和缺陷渗透到金属表面造成腐蚀。将氧化石墨烯和mxene二维碳材料直接加入至树脂中，能够填充涂层中的微孔和缺陷，但这些碳基材料具有较大的范德华力，容易发生团聚，导致涂料产生缝隙。采用自修复技术能够弥补碳基材料团聚形成的细小损伤和缝隙，进一步提升防腐性能。目前，涂层的自修复技术主要有微胶囊技术和自愈合聚合物技术：1)微胶囊技术：通过在涂料中添加微小的胶囊，胶囊内部含有修复剂，当涂料表面受到损伤时，胶囊破裂释放修复剂，填补涂料表面的裂缝或破损部分，微胶囊技术可以实现多次修复。根据涂层的损伤程度来设计和调整微胶囊的尺寸及壁厚，控制修复剂的释放速度和修复效果。但是微胶囊技术的研发和生产成本较高，制备工艺复杂，限制了其推广和应用。2)自愈合聚合物技术：涂料中添加有自愈合能力的聚合物，当涂料表面受到损伤时，聚合物重新连接起来，填补涂料表面的裂缝或破损部分。这种过程可以在室温下自动进行，无需人工干预，修复速度快。但是自愈合聚合物技术只能实现一次性修复，再次损伤时无法修复，修复效果受环境和温度的影响较大，在较高或者较低的温度下，修复能力大幅下降。因此，现有技术还需要进一步地改进和提高。

技术实现思路

1、本发明实施例的主要目的在于提出一种抗摩擦自修复导电防腐涂料的制备方法及涂料，旨在设计一种可通过离子交换引发的抗摩擦自修复导电防腐涂料。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种抗摩擦自修复导电防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

3、1)制备pvdf/mxene@mgfe-ldh复合填料：

4、将氟化锂加入至浓盐酸中，加入ti3alc2，边搅拌边刻蚀反应；利用去离子水洗涤离心，将沉淀溶于去离子水中，氮气冰水浴下超声，离心，将悬浮液冷冻干燥后得到mxene粉末；

5、将聚偏二氟乙烯溶解于n,n-二甲基甲酰胺中，加入mxene粉末；混合液置于反应釜中反应，离心干燥，得到pvdf/mxene粉末；

6、将氯化镁和氯化铁加入含去离子水的三颈烧瓶中，磁力搅拌形成离子溶液后，加入pvdf/mxene粉末；滴加钼酸铵溶液，采用氢氧化钠溶液调节ph为9～11，离心得到pm-ldh，采用去离子水洗涤，冷冻干燥，得到pvdf/mxene@mgfe-ldh复合填料；

7、2)制备涂料：

8、将pvdf/mxene@mgfe-ldh复合填料分散于去离子水中；

9、加入环氧树脂、固化剂、双环己酮草酰二腙、涂料助剂、云母粉和膨润土，搅拌均匀得到pm-ldh/ep导电防腐涂料。

10、进一步地，所述将氟化锂加入至浓盐酸中，加入ti3alc2，边搅拌边刻蚀反应；利用去离子水洗涤离心，将沉淀溶于去离子水中，氮气冰水浴下超声，离心，将悬浮液冷冻干燥后得到mxene粉末的步骤包括：

11、将1～2g氟化锂加入至20～40ml浓盐酸中；

12、加入1～2gti3alc2，边搅拌边刻蚀反应24～48h；

13、采用去离子水洗涤离心，将沉淀溶于50～100ml去离子水中；

14、氮气冰水浴下超声1～3h；在3000～5000r/min的转速下离心1～2h离心后的悬浮液冷冻干燥后得到mxene粉末。

15、进一步地，所述将聚偏二氟乙烯溶解于n,n-二甲基甲酰胺中，加入mxene粉末；混合液置于反应釜中反应，离心干燥，得到pvdf/mxene粉末的步骤包括：

16、将0.8～1.2g聚偏二氟乙烯溶解于20～35mln,n-二甲基甲酰胺中；

17、加入1～1.5gmxene粉末，混合液置于反应釜中220℃反应12～18h，离心干燥，得到pvdf/mxene粉末。

18、进一步地，所述将氯化镁和氯化铁加入含去离子水的三颈烧瓶中，磁力搅拌形成离子溶液后，加入pvdf/mxene粉末；滴加钼酸铵溶液，采用氢氧化钠溶液调节ph为9～11，离心得到pm-ldh，采用去离子水洗涤，冷冻干燥，得到pvdf/mxene@mgfe-ldh复合填料的步骤包括：

19、将2～3g氯化镁和1～2g氯化铁加入含50～80ml去离子水的三颈烧瓶中，磁力搅拌形成离子溶液后；

20、加入1gpvdf/mxene粉末；滴加25～40ml钼酸铵溶液，采用氢氧化钠溶液调节ph为9～11，在温度60～80℃、氮气下反应10～12h；

21、3000～5000r/min的转速下离心得到pm-ldh，采用去离子水洗涤，冷冻干燥、得到pvdf/mxene@mgfe-ldh复合填料的。

22、进一步地，所述将氟化锂加入至浓盐酸中，加入ti3alc2，边搅拌边刻蚀反应；利用去离子水洗涤离心，将沉淀溶于去离子水中，氮气冰水浴下超声，离心，将悬浮液冷冻干燥后得到mxene粉末的步骤中，所述浓盐酸浓度为9～10mol/l。

23、进一步地，所述将pvdf/mxene@mgfe-ldh复合填料分散于去离子水中的步骤中，pvdf/mxene@mgfe-ldh复合填料与水的比列为0.2:5。

24、进一步地，所述加入环氧树脂、固化剂、双环己酮草酰二腙、涂料助剂、云母粉和膨润土，搅拌均匀得到pm-ldh/ep导电防腐涂料的步骤中，所述涂料助剂包括消泡剂、润湿剂、分散剂。

25、为了解决上述技术问题，本发明还提出一种抗摩擦自修复导电防腐涂料，包括以下组分：

26、环氧树脂(ep)70wt％-80wt％；

27、pvdf/mxene@mgfe-ldh(pm-ldh)复合填料1wt％～5wt％；

28、双环己酮草酰二腙0.1wt％～1wt％；

29、固化剂5vol％～10vol％；

30、涂料助剂0.1wt％～1wt％；

31、云母粉和膨润土0.1wt％～2.5wt％。

32、进一步地，所述云母粉与所述膨润土的比例为0.3～0.7:1。

33、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

34、(1)绿色环保、工艺简单、涂层表面光滑平整，具有良好的阻隔性能。

35、(2)当发生腐蚀反应时，可释放缓蚀剂，使涂层能够在受损后自动修复，恢复其防护性能。

36、(3)pvdf具有优异的润滑性和耐化学腐蚀性，显著增强了涂层的抗摩擦和耐腐蚀性能。