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专利名称：一种抗摩擦自修复导电防腐涂料的制备方法及涂料

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410271528.6

专利申请（专利权）人：国网吉林省电力有限公司四平供电公司
权利人地址：吉林省四平市铁西区中央西路999号

专利发明（设计）人：王俊淇,冀爽,张兰河,韩东旭,张洪旭,靳伟,杜伟

专利摘要：本发明公开一种抗摩擦自修复导电防腐涂料的制备方法及涂料。本发明的技术方案在防腐涂料中添加少量均匀分散的PM?LDH，能够显著提升涂料的抗摩擦、自修复和防腐能力。MgFe?LDH均匀地负载在MXene二维片层上，有效解决了MXene的团聚问题，当MgFe?LDH中负载的钼酸盐发生腐蚀时，由于离子交换作用释放出缓蚀剂，填补涂层的裂缝或孔洞；MXene中的钛元素可吸附氧，钛元素氧化后形成二氧化钛颗粒，减少基质表面的氧含量；在避免氧和铁发生腐蚀反应的同时，大大减少腐蚀通道，防止腐蚀反应的进一步发生。PVDF具有优异的耐化学腐蚀性和润滑性，当PVDF和MXene原位复合后，纳米颗粒状的PVDF能够与环氧树脂产生强界面相互作用，减小涂层与物体之间的摩擦和磨损。

主权利要求：
1.一种抗摩擦自修复导电防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）制备PVDF/MXene@MgFe?LDH复合填料：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；
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；
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；
2）制备涂料：
将PVDF/MXene@MgFe?LDH复合填料分散于去离子水中；
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；
所述涂料助剂包括消泡剂、润湿剂、分散剂；
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：将0.8～1.2g聚偏二氟乙烯溶解于20～35mLN,N?二甲基甲酰胺中；
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；
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：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；
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；
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。
2.根据权利要求1所述的抗摩擦自修复导电防腐涂料的制备方法，其特征在于，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：将1～2g氟化锂加入至20～40mL浓盐酸中；
加入1～2gTi3AlC2，边搅拌边刻蚀反应24～48h；
采用去离子水洗涤离心，将沉淀溶于50～100mL去离子水中；
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。
3.根据权利要求1所述的抗摩擦自修复导电防腐涂料的制备方法，其特征在于，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。
4.根据权利要求1所述的抗摩擦自修复导电防腐涂料的制备方法，其特征在于，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复合填料与水的比例为0.2:5。
5.一种抗摩擦自修复导电防腐涂料，所述抗摩擦自修复导电防腐涂料基于权利要求1所述的抗摩擦自修复导电防腐涂料的制备方法制备，其特征在于，包括以下组分：环氧树脂70wt%?80wt%；
PVDF/MXene@MgFe?LDH复合填料1wt%～5wt%；
双环己酮草酰二腙0.1wt%～1wt%；
固化剂5vol%～10vol%；
涂料助剂0.1wt%～1wt%；
云母粉和膨润土0.1wt%～2.5wt%。
6.根据权利要求5所述的抗摩擦自修复导电防腐涂料，其特征在于，所述云母粉与所述膨润土的比例为0.3～0.7:1。 说明书 : 一种抗摩擦自修复导电防腐涂料的制备方法及涂料技术领域[0001] 本发明涉及防腐涂料技术领域，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[0002] 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。[0003] 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。发明内容[0004] 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。[0005] 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：[0006] 1)制备PVDF/MXene@MgFe?LDH复合填料：[0007] 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；[0008] 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；[0009] 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；[0010] 2)制备涂料：[0011] 将PVDF/MXene@MgFe?LDH复合填料分散于去离子水中；[0012] 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。[0013] 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：[0014] 将1～2g氟化锂加入至20～40mL浓盐酸中；[0015] 加入1～2gTi3AlC2，边搅拌边刻蚀反应24～48h；[0016] 采用去离子水洗涤离心，将沉淀溶于50～100mL去离子水中；[0017] 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。[0018] 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：[0019] 将0.8～1.2g聚偏二氟乙烯溶解于20～35mLN,N?二甲基甲酰胺中；[0020] 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。[0021] 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：[0022] 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；[0023] 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；[0024] 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。[0025] 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。[0026] 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。[0027] 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。[0028] 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：[0029] 环氧树脂(EP)70wt％?80wt％；[0030] PVDF/MXene@MgFe?LDH(PM?LDH)复合填料1wt％～5wt％；[0031] 双环己酮草酰二腙0.1wt％～1wt％；[0032] 固化剂5vol％～10vol％；[0033] 涂料助剂0.1wt％～1wt％；[0034] 云母粉和膨润土0.1wt％～2.5wt％。[0035] 进一步地，所述云母粉与所述膨润土的比例为0.3～0.7:1。[0036] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：[0037] (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。[0038] (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。[0039] (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。附图说明[0040] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。[0041] 图1为本发明所述抗摩擦自修复导电防腐涂料的制备方法的步骤流程示意图；[0042] 图2为本发明PM?LDH的扫描电镜图；[0043] 图3为本发明实施例4制备的PM?LDH/EP防腐涂层和对比例1制备的防腐涂层的表面直观图；[0044] 图4为本发明实施例4制备的PM?LDH/EP防腐涂层和对比例1制备的防腐涂层在3.5wt％NaCl水溶液中浸泡10天的奈奎斯特图。具体实施方式[0045] 下面将结合本发明说明书附图中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0046] 需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。[0047] 另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“若干”、“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。[0048] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0049] 另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基。奔际醴桨傅慕岷铣鱿窒嗷ッ芑蛭薹ㄊ迪质庇Φ比衔庵旨际醴桨傅慕岷喜淮嬖，也不在本发明要求的保护范围之内。[0050] 本发明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。[0051] 下面将在具体实施例中对本发明提出的抗摩擦自修复导电防腐涂料的制备方法进行说明：[0052] 在本实施例的技术方案中，如图1所示，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：[0053] 1)制备PVDF/MXene@MgFe?LDH复合填料：[0054] 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；[0055] 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；[0056] 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；[0057] 2)制备涂料：[0058] 将PVDF/MXene@MgFe?LDH复合填料分散于去离子水中；[0059] 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。[0060] 可以理解地，防腐涂料中添加少量均匀分散的PM?LDH，能够显著提升涂料的抗摩擦、自修复和防腐能力。MgFe?LDH均匀地负载在MXene二维片层上，有效解决了MXene的团聚问题，当MgFe?LDH中负载的钼酸盐发生腐蚀时，由于离子交换作用释放出缓蚀剂，填补涂层的裂缝或孔洞。MXene中的钛元素可吸附氧，钛元素氧化后形成二氧化钛颗粒，减少基质表面的氧含量。在避免氧和铁发生腐蚀反应的同时，大大减少腐蚀通道，防止腐蚀反应的进一步发生。三、PVDF具有优异的耐化学腐蚀性和润滑性，当PVDF和MXene原位复合后，纳米颗粒状的PVDF能够与环氧树脂产生强界面相互作用，减小涂层与物体之间的摩擦和磨损。[0061] 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：[0062] 将1～2g氟化锂加入至20～40mL浓盐酸中；[0063] 加入1～2gTi3AlC2，边搅拌边刻蚀反应24～48h；[0064] 采用去离子水洗涤离心，将沉淀溶于50～100mL去离子水中；[0065] 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。[0066] 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：[0067] 将0.8～1.2g聚偏二氟乙烯溶解于20～35mLN,N?二甲基甲酰胺中；[0068] 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。[0069] 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：[0070] 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；[0071] 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；[0072] 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。[0073] 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。[0074] 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。[0075] 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。[0076] 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：[0077] 环氧树脂(EP)、；[0078] PVDF/MXene@MgFe?LDH(PM?LDH)复合填料1wt％～5wt％；[0079] 双环己酮草酰二腙0.1wt％～1wt％；[0080] 固化剂5vol％～10vol％；[0081] 涂料助剂0.1wt％～1wt％；[0082] 云母粉和膨润土0.1～0.5:1。[0083] 进一步地，所述云母粉与所述膨润土的比例为0.3～0.7:1。[0084] 实施例1：[0085] 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：[0086] (1)将2g氟化锂加入至40mL浓盐酸中，反应完成后加入2gTi3AlC2，边搅拌边刻蚀反应48h，利用去离子水洗涤离心，将沉淀溶于100mL去离子水中，氮气冰水浴下超声1h，在5000r/min的转速下离心1h，离心后的悬浮液冷冻干燥后得到MXene粉末；将0.8g聚偏二氟乙烯(PVDF)溶解于20mLN,N?二甲基甲酰胺中，加入1gMXene粉末，混合液置于反应釜中高温反应12h，通过溶剂热法制得PVDF/MXene粉末；将2g氯化镁和1g氯化铁加入含50mL去离子水的三颈烧瓶中，磁力搅拌形成离子溶液后，加入1gPVDF/MXene粉末；滴加25mL钼酸铵溶液，采用氢氧化钠溶液调节pH为10，在温度60℃、氮气下反应12h，3000r/min的转速下离心得到PM?LDH，采用去离子水洗涤，冷冻干燥、备用；[0087] (2)将0.1gPM?LDH分散于5mL去离子水中；[0088] (3)向步骤(2)中加入10gE51环氧树脂、3.3g固化剂、0.1wt％双环己酮草酰二腙、1wt％涂料助剂、0.01g云母粉和膨润土，搅拌1h后得到PM?LDH/EP导电防腐涂料。[0089] PM?LDH的扫描电镜图，如图2所示，可以观察到，PVDF和MgFe?LDH均匀地负载在MXene的二维片层上，PVDF、MgFe?LDH与MXene有效复合。[0090] 实施例2[0091] 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：[0092] (1)将1.5g氟化锂加入至30mL浓盐酸中，反应完成后加入1.5gTi3AlC2，边搅拌边刻蚀反应36h，利用去离子水洗涤离心，将沉淀溶于75mL去离子水中，氮气冰水浴下超声2h，在4000r/min的转速下离心1.5h，离心后的悬浮液冷冻干燥后得到MXene粉末；将1g聚偏二氟乙烯(PVDF)溶解于30mLN,N?二甲基甲酰胺中，加入1.5gMXene粉末，混合液置于反应釜中高温反应16h，通过溶剂热法制得PVDF/MXene粉末；将2.5g氯化镁和1.5g氯化铁加入含60mL去离子水的三颈烧瓶中，磁力搅拌形成离子溶液后，加入1gPVDF/MXene粉末；滴加30mL钼酸铵溶液，采用氢氧化钠溶液调节pH为9，在温度70℃、氮气下反应11h，3500r/min的转速下离心得到PM?LDH，采用去离子水洗涤，冷冻干燥、备用；[0093] (2)将0.2gPM?LDH分散于5mL去离子水中；[0094] (3)向步骤(2)中加入15gE51环氧树脂、4.5g固化剂、0.2wt％双环己酮草酰二腙、0.1wt％涂料助剂、0.03g云母粉和膨润土，搅拌1h后得到PM?LDH/EP导电防腐涂料。[0095] 实施例3[0096] 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：[0097] (1)将1g氟化锂加入至20mL浓盐酸中，反应完成后加入1gTi3AlC2，边搅拌边刻蚀反应24h，利用去离子水洗涤离心，将沉淀溶于100mL去离子水中，氮气冰水浴下超声3h，在5000r/min的转速下离心2h，离心后的悬浮液冷冻干燥后得到MXene粉末；将1.2g聚偏二氟乙烯(PVDF)溶解于35mLN,N?二甲基甲酰胺中，加入1gMXene粉末，混合液置于反应釜中高温反应18h，通过溶剂热法制得PVDF/MXene粉末；将3g氯化镁和2g氯化铁加入含80mL去离子水的三颈烧瓶中，磁力搅拌形成离子溶液后，加入1gPVDF/MXene粉末；滴加40mL钼酸铵溶液，采用氢氧化钠溶液调节pH为11，在温度80℃、氮气下反应10h，4000r/min的转速下离心得到PM?LDH，采用去离子水洗涤，冷冻干燥、备用；[0098] (2)将0.3gPM?LDH分散于5mL去离子水中；[0099] (3)向步骤(2)中加入20gE51环氧树脂、3.3g固化剂、0.3wt％双环己酮草酰二腙、0.3wt％的涂料助剂、0.04g云母粉和膨润土，搅拌1h后得到PM?LDH/EP导电防腐涂料。[0100] 实施例4[0101] 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：[0102] (1)将2g氟化锂加入至40mL浓盐酸中，反应完成后加入2gTi3AlC2，边搅拌边刻蚀反应48h，利用去离子水洗涤离心，将沉淀溶于100mL去离子水中，氮气冰水浴下超声1h，在5000r/min的转速下离心1h，离心后的悬浮液冷冻干燥后得到MXene粉末；将0.8g聚偏二氟乙烯(PVDF)溶解于20mLN,N?二甲基甲酰胺中，加入1gMXene粉末，混合液置于反应釜中高温反应12h，通过溶剂热法制得PVDF/MXene粉末；将2g氯化镁和1g氯化铁加入含50mL去离子水的三颈烧瓶中，磁力搅拌形成离子溶液后，加入1gPVDF/MXene粉末；滴加25mL钼酸铵溶液，采用氢氧化钠溶液调节pH为10，在温度60℃、氮气下反应12h，5000r/min的转速下离心得到PM?LDH，采用去离子水洗涤，冷冻干燥、备用；[0103] (2)将0.5gPM?LDH分散于5mL去离子水中；[0104] (3)向步骤(2)中加入20gE51环氧树脂、6.7g固化剂、0.5wt％双环己酮草酰二腙、0.5wt％的涂料助剂、0.1g云母粉和膨润土，搅拌1h后得到PM?LDH/EP导电防腐涂料。[0105] 实施例5[0106] 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：[0107] (1)将2g氟化锂加入至40mL浓盐酸中，反应完成后加入2gTi3AlC2，边搅拌边刻蚀反应48h，利用去离子水洗涤离心，将沉淀溶于100mL去离子水中，氮气冰水浴下超声1h，在5000r/min的转速下离心1h，离心后的悬浮液冷冻干燥后得到MXene粉末；将0.8g聚偏二氟乙烯(PVDF)溶解于20mLN,N?二甲基甲酰胺中，加入1gMXene粉末，混合液置于反应釜中高温反应12h，通过溶剂热法制得PVDF/MXene粉末；将2g氯化镁和1g氯化铁加入含50mL去离子水的三颈烧瓶中，磁力搅拌形成离子溶液后，加入1gPVDF/MXene粉末；滴加25mL钼酸铵溶液，采用氢氧化钠溶液调节pH为10，在温度60℃、氮气下反应12h，4500r/min的转速下离心得到PM?LDH，采用去离子水洗涤，冷冻干燥、备用；[0108] (2)将1.0gPM?LDH分散于5mL去离子水中；[0109] (3)向步骤(2)中加入30gE51环氧树脂、10g固化剂、0.5wt％双环己酮草酰二腙、0.8wt％的涂料助剂、0.3g云母粉和膨润土，搅拌1h后得到PM?LDH/EP导电防腐涂料。[0110] 实施例6[0111] 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：[0112] (1)将2g氟化锂加入至40mL浓盐酸中，反应完成后加入2gTi3AlC2，边搅拌边刻蚀反应48h，利用去离子水洗涤离心，将沉淀溶于100mL去离子水中，氮气冰水浴下超声1h，在5000r/min的转速下离心1h，离心后的悬浮液冷冻干燥后得到MXene粉末；将0.8g聚偏二氟乙烯(PVDF)溶解于20mLN,N?二甲基甲酰胺中，加入1gMXene粉末，混合液置于反应釜中高温反应12h，通过溶剂热法制得PVDF/MXene粉末；将2g氯化镁和1g氯化铁加入含50mL去离子水的三颈烧瓶中，磁力搅拌形成离子溶液后，加入1gPVDF/MXene粉末，滴加25mL钼酸铵溶液，采用氢氧化钠溶液调节pH为10，在温度60℃、氮气下反应12h，4000r/min的转速下离心得到PM?LDH，采用去离子水洗涤，冷冻干燥、备用；[0113] (2)将1.5gPM?LDH分散于5mL去离子水中；[0114] (3)向步骤(2)中加入40gE51环氧树脂、13g固化剂、0.8wt％双环己酮草酰二腙、1wt％的涂料助剂、0.6g云母粉和膨润土，搅拌1h后得到PM?LDH/EP导电防腐涂料。[0115] 实施例7[0116] 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：[0117] (1)将2g氟化锂加入至40mL浓盐酸中，反应完成后加入2gTi3AlC2，边搅拌边刻蚀反应48h，利用去离子水洗涤离心，将沉淀溶于100mL去离子水中，氮气冰水浴下超声1h，在5000r/min的转速下离心1h，离心后的悬浮液冷冻干燥后得到MXene粉末；将0.8g聚偏二氟乙烯(PVDF)溶解于20mLN,N?二甲基甲酰胺中，加入1gMXene粉末，混合液置于反应釜中高温反应12h，通过溶剂热法制得PVDF/MXene粉末；将2g氯化镁和1g氯化铁加入含50mL去离子水的三颈烧瓶中，磁力搅拌形成离子溶液后，加入1gPVDF/MXene粉末，滴加25mL钼酸铵溶液，采用氢氧化钠溶液调节pH为10，在温度60℃、氮气下反应12h，3500r/min的转速下离心得到PM?LDH，采用去离子水洗涤，冷冻干燥、备用；[0118] (2)将2.0gPM?LDH分散于5mL去离子水中；[0119] (3)向步骤(2)中加入45gE51环氧树脂、15g固化剂、0.8wt％双环己酮草酰二腙、1wt％的涂料助剂、0.9g云母粉和膨润土，搅拌1h后得到PM?LDH/EP导电防腐涂料。[0120] 实施例8[0121] 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：[0122] (1)将2g氟化锂加入至40mL浓盐酸中，反应完成后加入2gTi3AlC2，边搅拌边刻蚀反应48h，利用去离子水洗涤离心，将沉淀溶于100mL去离子水中，氮气冰水浴下超声1h，在5000r/min的转速下离心1h，离心后的悬浮液冷冻干燥后得到MXene粉末；将0.8g聚偏二氟乙烯(PVDF)溶解于20mLN,N?二甲基甲酰胺中，加入1gMXene粉末，混合液置于反应釜中高温反应12h，通过溶剂热法制得PVDF/MXene粉末；将2g氯化镁和1g氯化铁加入含50mL去离子水的三颈烧瓶中，磁力搅拌形成离子溶液后，加入1gPVDF/MXene粉末；滴加25mL钼酸铵溶液，采用氢氧化钠溶液调节pH为10，在温度60℃、氮气下反应12h，3000r/min的转速下离心得到PM?LDH，采用去离子水洗涤，冷冻干燥、备用；[0123] (2)将2.5gPM?LDH分散于5mL去离子水中；[0124] (3)向步骤(2)中加入50gE51环氧树脂、16.6g固化剂、1wt％双环己酮草酰二腙、1wt％的涂料助剂、1.25g云母粉和膨润土，搅拌1h后得到PM?LDH/EP导电防腐涂料。[0125] 对比例1[0126] 防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：[0127] (1)将2g氟化锂加入至40mL浓盐酸中，反应完成后加入2gTi3AlC2，边搅拌边刻蚀反应48h，利用去离子水洗涤离心，将沉淀溶于100mL去离子水中，氮气冰水浴下超声1h，在5000r/min的转速下离心1h，离心后的悬浮液冷冻干燥后得到MXene粉末；将0.8g聚偏二氟乙烯(PVDF)溶解于20mLN,N?二甲基甲酰胺中，加入1gMXene粉末，混合液置于反应釜中高温反应12h，通过溶剂热法制得PVDF/MXene粉末；将2g氯化镁和1g氯化铁加入含50mL去离子水的三颈烧瓶中，磁力搅拌形成离子溶液后，加入1gPVDF/MXene粉末；滴加25mL钼酸铵溶液，采用氢氧化钠溶液调节pH为10，在温度60℃、氮气下反应12h，5000r/min的转速下离心得到PM?LDH，采用去离子水洗涤，冷冻干燥、备用；[0128] (2)不加入PM?LDH于5mL去离子水中；[0129] (3)向步骤(2)中加入20gE51环氧树脂、6.7g固化剂、0.5wt％双环己酮草酰二腙、0.5wt％的涂料助剂、0.1g云母粉和膨润土，搅拌1h后得到PM?LDH/EP导电防腐涂料。[0130] 实施例4和对比例1制备的防腐涂料进行防腐性能测试如下：[0131] 将低碳钢表面打磨后采用无水乙醇去除表面油污，置于烘箱中烘干，利用涂布器将实施例4和对比例1制备的防腐涂料均匀涂布于低碳钢表面，室温下放置7天后，再置于60℃烘箱中烘干3～6h，得到2个金属涂层样品。[0132] 将上述制备好的金属试片置于3.5wt％NaCl溶液中进行电化学阻抗测试，电化学工作站采用三电极体系，石墨作为反电极，饱和Ag/AgCl电极作为参比电极和涂覆的低碳钢作为工作电极，测试条件为室温。[0133] 将上述制备好的金属试片进行硬度、柔韧性、抗冲击强度和附着力测试，结果表明添加了PM?LDH/EP的防腐涂层可显著提高其附着力和抗摩擦性能。制备的防腐涂层的物理性能测试结果，如表1所示。[0134] 表1：[0135] 试样 硬度 柔韧性/mm 抗冲击强度/cm 附着力/级对比例1 4H 3 45 2实施例4 5H 3 50 1[0136] 将本发明实施例4制备的PM?LDH/EP防腐涂层和对比例1制备的防腐涂层喷涂在碳钢表面，如图3所示，PM?LDH/EP防腐涂层和对比例1制备的防腐涂层的表面直观图，水性环氧涂料固化过程中水份不断蒸发，产生大量微孔和缺陷，侵蚀性介质通过涂层渗透到金属表面造成腐蚀；然而，将PM?LDH填充到水性树脂中可以弥补树脂的缺陷，使得交联密度增大，致密性更好，提高防腐性能。[0137] 将本发明实施例4制备的PM?LDH/EP防腐涂层和对比例1制备的防腐涂层在3.5wt％NaCl水溶液中浸泡10天的奈奎斯特图。如图4所示，由于对比例1涂层含有孔隙，因此腐蚀介质通过孔隙直接进入到基底表面，发生腐蚀反应。实施例4涂层的阻抗弧半径明显大于对比例1涂层的阻抗弧半径，表明其具有更强的耐腐蚀性能。[0138] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

专利地区：吉林

专利申请日期：2024-03-11

专利公开日期：2024-08-27

专利公告号：CN118006195B