Ti3C2Tx和Ti2CTx水性环氧树脂复合涂料的制备及防腐性能研究

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环氧树脂(EP)具有出色的电绝缘能力、低收缩率、优异的机械性能和对异质基材的强粘附性等优点,常被用于防腐涂料中。MXene以其优异的性能,在环氧树脂基体中形成“迷宫效应”,延长腐蚀路径,并弥补了环氧树脂在制备与使用过程因溶剂蒸发以及固化生热产生微孔等问题,从而得到耐腐蚀效果更好的环氧树脂涂层。本文通过制备两种二维材料Ti3C2Tx(Tx是指表面官能团)、Ti2CTx水胶体,并将其作为防腐添加剂应用于水性环氧树脂中,制得了MXene-EP复合涂料,通过电化学阻抗谱、吸水率、盐雾测试等研究了其防腐性能。具体内容如下:(1)水溶液刻蚀法制备了Ti3C2Tx和Ti2CTx,方法中刻蚀剂为HCl-Li F,通过超声振荡剥离,制备出单层的Ti3C2Tx和Ti2CTx水胶体。研究了H+、Li+及离心参数对MXene剥离的影响。试验结果表明:H+、Li+浓度降低,剥离率提高;离心转速提高,剥离率也提高,剥离效果更好。(2)采用液相共混法制备了Ti3C2Tx-EP复合涂料。引入Ti3C2Tx纳米片,提高了环氧树脂的耐腐蚀性。在3.5 wt%的Na Cl溶液中浸泡984 h后,环氧复合涂层的吸水率相较于纯EP涂层低1.5%,同时复合涂层的最低频率下的阻抗模量比纯EP涂层高1.5~2.5个数量级。当Ti3C2Tx的添加量为1.0 wt%时,环氧复合涂层具有最高的阻抗模量和最优的腐蚀保护作用。(3)采用液相共混法制备了Ti2CTx-EP复合涂料。Ti2CTx纳米片的引入,在一定程度上提高了环氧树脂的耐腐蚀性。在3.5 wt%的Na Cl溶液中浸泡984 h后,环氧复合涂层的吸水率相较于纯EP涂层低1.4%,同时复合涂层的最低频率下的阻抗模量比纯EP涂层高1~2个数量级。当Ti2CTx纳米片的添加量为1.0 wt%时,阻抗模量最高以及腐蚀保护作用更好。
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