Page 60 - 2025年7月防腐蚀专辑

敏 等：绝缘二维纳米材料的制备及其改性有机涂层防腐性能的研究进展

吡 非共价官能化，进而在基质中获得良好的相容 Mica更容易获得，价格也更便宜。
性和分散性。 相较于BNNSs应用于各种防腐涂料（如EP、WPU
2. 2 MNs的改性 和聚乙烯醇等），MNs 目前主要应用于 EP 中。Ding
[36]
从天然黏土矿物剥离的二维 MNs 具有优异的机 等 将 MNs 加入到 EP 基体中，与纯 EP 相比，添加
械性能，较多的表面羟基官能团，良好的亲水性，低 0. 4%MNs 后，涂层腐蚀速率降低了 6 500 倍，电阻提
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成本和无毒，可采用和 BNNSs 功能化类似的方法对 高了 4 个数量级。Xiao 等 以 贝为 感，通过天然
MNs进行改性。 漆酚（Ur）的邻苯二酚基团与 MNs 表面的相互作用，
与 BNNSs 功能化改性不同的是，由于新剥离出 成功制备了功能云 纳米片（MNs@Ur），MNs@Ur 在
来的 MNs 带负电，因此还可以通过静电相互作用实 溶剂和 EP中均表现出良好的分散性。电化学阻抗谱
现功能化改性，如 PEI 可通过静电相互作用改性 测试表明，当 MNs@Ur添加量为0. 5%时，涂层具有优
异的长期防腐性。
MNs。但单独采用 PEI 改性 MNs 的改性材料（PEI-
MNs）时，由于纳米片之间相互作用力较弱，难以形成
稳定并具有选择性的功能层。因此，Shi 等 将纤维 4 结 语
[54]
素纳米纤维（CNFs）与二维 PEI-MNs 相结合，利用
为了改善纳米片在溶剂及有机涂层中的分散性
CNFs表面羧基和羟基的静电作用和氢键为 PEI-MNs
和相容性，需选用多种化学物质对二维纳米材料进行
提供结合位点，改善了 MNs 在水体系中的分散性并
改性。改性后的二维纳米材料在涂层中的良好分散
使其具备良好的稳定性。
可以延长腐蚀介质的渗透路径，从而延缓腐蚀的
3 BNNSs、MNs 改性有机涂层的防腐 发生。
二维纳米材料增强有机防腐涂层仍存在一些不
性能
可忽视问题：
3. 1 BNNSs改性有机防腐涂层 （1）合成高产率、超薄（单层或两层）二维纳米片
仍然很困难，并且难以实现大 量的工业化生产。
传统的水性涂料含有亲水基团和表面活性剂，
同时，为了保证良好的分散状态，要消耗大量的有机
难以有效抑制氧气、水分等腐蚀性介质的渗透。在
溶剂。剥离、功能化、制造成本和性能之间的平 未
水性涂料中加入 BNNSs 作为纳米填料，所得到的
来仍需要探 。
BNNSs 涂层可以提高开路电位，减少铜箔等金属氧
（2）目前对于二维纳米片与涂料体系中其他颜
化，大大提高复合涂料的阻隔性能和防腐性 。但为
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料、添加剂的相容性的研究较少。并且涂层服役过
免纳米片在涂层中聚集，对其改性显得尤为必要。
程中二维纳米材料的分散性难以实时观测，对涂层
Sun 等 通过等离子体处理实现了 BNNSs 的羟
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的失效无法提前预 。
基功能化 ，并进一步共价接枝 APTES，得到
（3）二维纳米材料的有序排列比随机排列更有
BNNSs@APTES，该材料与水性环氧树脂（WEP）具有
利于渗透路径的延长。调控二维纳米材料在有机涂
良好的相容性 。 与 WEP 涂层相比 ，添加 0. 8%
层中的有序性将是之后研究的重要方向。
BNNSs@APTES 显著提高了涂层电阻和电荷转移电
（4）目前的研究主要集中在实验室环境下二维
阻。Wu 等 使用阳离子 Gemini 表面活性剂（GS-16）
[57]
纳米片防腐涂层的短期防腐性能， 还需要进行全面
对 h-BN 进行剥离和功能化制备 GS-16 功能化的
的工业应用评价和标准制定，以实现二维纳米片防
BNNSs（G-BNNSs）。将 G-BNNSs 加入到水性聚氨酯
腐涂料的产业化。
（WPU）涂料中，可以有效提高复合涂料的耐水性、阻
隔性和防腐性。 参考文献
3. 2 MNs改性有机防腐涂层
[ 1 ] 杜雪燕， ，刘春梅，等 . MXene@PAN 复合材料的制
Mica 具有出色的电绝缘性、化学惰性、生物相容
备及其在环氧涂层中的应用[J]. 涂料工业，2023，53（5）：
性和热稳定性，Mica 剥离后，单层或少层 MNs 也具有
16-22.
优异的阻隔性能，因此 Mica 在防腐涂层方面也具有 [ 2 ] SUN J，XIAO X，MENG G，et al. Mussel-inspired
突出的优点。与 h-BN 和 GO 等二维材料相比，天然 hydrophobic modification of boron nitride nanosheets to
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