The high-tech marine engineering equipment is subjected to serious corrosion and wear failure in a long running process owing to the particularity of marine environment, which greatly reduces the reliability and service life of the equipment. Developing surface-protective coating with superior anti-corrosion and wear-resistance has become the key to solving the problem of equipment damage under the marine environment. Therefore, in this project, hexagonal boron nitride nanosheets (h-BN) with superior self-lubricating property and impermeability are used to enhance the protective performance of epoxy coating. The interfacial compatibility between h-BN and epoxy resin can be improved by regulating the multiscale interface characteristics of h-BN. Furthermore, h-BN based self-healing epoxy composite coatings with superior anti-corrosion and wear-resistance are prepared via the functional structure design of h-BN. The corrosion, tribological behavior and their interactions of the composite coating under the multi-factor coupled seawater environment are systematically studied, and the anticorrosion-wear mechanism of the composite coatings is also elucidated. Eventually, the criteria of structural design will be provided to construct the high-performance hexagonal boron nitride based self-healing epoxy composite coating served in seawater. This will provide new ideas for the design and development of organic coating materials with high performance for metal surfaces.
海洋环境的特殊性使高技术海洋工程装备在长期运行过程中面临严重的腐蚀磨损失效问题,大大降低了装备的可靠性和服役寿命。开发防腐耐磨一体化的表面防护涂层成为解决海洋环境服役装备表面损伤问题的关键。因此,本项目拟以具有优异自润滑性和抗渗透性的六方氮化硼为纳米填料,通过对其多尺度界面特性的调控,提高其与环氧树脂的界面相容性,强化环氧涂层的防护性能;进一步地,对六方氮化硼进行功能化结构设计,赋予环氧涂层自修复功能,构筑防腐耐磨一体化六方氮化硼基自修复环氧复合涂层,系统研究六方氮化硼基自修复环氧复合涂层在多因素耦合海水环境下的腐蚀磨损行为,阐明六方氮化硼基自修复环氧复合涂层体系的腐蚀-磨损机制,最终提出海水环境用高性能六方氮化硼基自修复环氧复合涂层的结构设计准则,为金属表面高性能有机涂层材料的设计和研发提供新思路。
海洋环境的特殊性使高技术海洋工程装备在长期运行过程中面临严重的腐蚀磨损失效问题,大大降低了装备的可靠性和服役寿命。开发防腐耐磨一体化的表面防护涂层成为解决海洋环境服役装备表面损伤问题的关键。本项目以具有优异自润滑性和抗渗透性的六方氮化硼为纳米填料,通过不同的方法对其进行表面改性,提高了其与环氧树脂的界面相容性;开展了六方氮化硼基环氧复合涂层在模拟海水环境下的腐蚀测试,探讨了环氧复合涂层/金属体系在不同浸泡阶段的电化学行为、腐蚀形貌以及腐蚀产物特征,阐明六方氮化硼掺杂对环氧涂层腐蚀防护性能的增强机制。研究结果表明六方氮化硼掺杂对环氧涂层的腐蚀防护性能具有增强效应,而经过不同表面改性方法处理后的六方氮化硼的增强效应更加显著;此外,六方氮化硼的掺杂含量对环氧涂层的腐蚀防护性能也具有重要的影响,尽管表面功能化的六方氮化硼可以有效提高环氧涂层的腐蚀防护性能,但当掺杂含量高于1.0 wt.%时,会在环氧基体中产生过多的团聚点,相当于引入缺陷位点,导致涂层的防护性能下降,因此,最佳掺杂含量为0.5-1.0 wt.%。进一步地,我们通过在六方氮化硼表面负载具有缓蚀性能的碳量子点,或者通过在六方氮化硼表面生长介孔聚多巴胺层构建二维纳米容器用于负载苯并三氮唑缓蚀剂,使制备的环氧涂层兼具阻隔和一定的自修复功能。除此之外,由于六方氮化硼具有优异的自润滑性能,所制备环氧复合涂层的耐磨性能也得到提高。基于以上结构设计,实现了防腐耐磨一体化六方氮化硼基环氧复合涂层的制备。本项目的研究不仅推广了六方氮化硼在腐蚀防护领域的应用,同时为金属表面高性能有机涂层材料的设计和研发提供新思路。
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数据更新时间:2023-05-31
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