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纳米二氧化锆(ZrO2)具有优异的性能,如高强度,高断裂韧性,优异的耐磨性,高硬度和优异的耐化学性。将其作为填料添加到防腐涂料中,可以发挥重要的用途,有效地提高涂料的力学性质、耐化学、抗腐蚀等各项性能。但是防腐涂料在固化过程中由于溶剂的挥发易造成腐蚀通道的出现,而纳米颗粒的加入难以降低腐蚀通道的影响。二维填料面积大,在涂层内部可以阻挡腐蚀介质渗透,延长了腐蚀通道,提高涂层的防腐性能。本文设计两种二维纳米填料,将惰性ZrO2纳米颗粒对石墨烯(rGO)的表面进行封装,并对二氧化锆/石墨烯(ZrO2/rGO)纳米复合材料在防腐涂料中的作用进行了详细研究;以rGO为模板制备ZrO2纳米片,并对比不同维度的ZrO2对涂层防腐性能的提升效果。具体研究进展如下:(1)ZrO2/rGO纳米复合材料的制备及其在环氧防腐涂料中的应用:利用静电吸附作用将锆源均匀吸附在氧化石墨烯(GO)表面,采用水热法制备ZrO2/rGO复合材料;分别将所制备的ZrO2/rGO作为填料,环氧树脂为成膜物质制备环氧复合防腐涂料。通过X射线衍射、红外光谱图、透射电镜、扫描电镜分析ZrO2/rGO的结构及微观形貌,并采用EIS分析ZrO2/rGO/环氧复合涂层的防腐性能。结果表明,ZrO2/rGO呈片状结构,且惰性纳米ZrO2吸附在rGO的表面形成致密的保护层;与纯环氧涂层和rGO/环氧复合涂层相比,ZrO2/rGO/环氧复合涂层的防腐性能最好,其阻抗值为81.8 GΩcm2;当涂层被破坏时,rGO在涂层损伤处会促进腐蚀反应,而ZrO2/rGO能够有效地抑制了这种影响。(2)二维ZrO2纳米片的制备及其在环氧防腐涂料中的应用:采用GO为模板,通过调节体系的pH值来控制前驱体的成核速率,经由热处理得到ZrO2纳米片;分别将不同pH条件下所制备的ZrO2纳米片作为填料,环氧树脂为成膜物质制备环氧复合防腐涂料。结果表明,制备出的ZrO2呈片状,并表现出石墨烯类似的随机起皱的结构;与纯环氧涂层和零维ZrO2/环氧复合涂层相比,二维ZrO2/环氧复合涂层的防腐性能最好,其阻抗值为89.09GΩ·cm2,在电解质溶液中浸泡60天,涂层所保护的金属基底未发生腐蚀反应。这种二维ZrO2/环氧复合涂层的防腐性能可以与ZrO2/rGO/环氧复合涂层的相媲美,同时避免了 rGO在防腐涂料中应用弊端。