新型两亲性交联结构涂层在高压腐蚀防护中的增强机制与应用

本文创新性地通过溶胶-凝胶法在云母表面原位生长TiO2并还原为黑色TiO2（B-TiO2），经氟化修饰和光催化柠檬酸改性构建了具有"疏水防护-界面锚定-化学交联"三重功能的AUFBTM填料。该填料在环氧树脂（EP）中形成致密三维网络，使涂层磨损量降低18.7%，CO2腐蚀后阻抗模量达2.49×1010Ω·cm2，较未改性涂层提升三个数量级，为高压腐蚀防护材料设计提供了新思路。

　　

Highlight

本研究通过表面接枝氟基团构建疏水屏障，同时引入亲水基团提供界面锚定位点。通过与树脂固化剂的共价交联，建立了"疏水防护-界面锚定-化学交联"三重协同机制。

Characterization of fillers

图2a显示天然云母、TM填料和AUFBTM填料的SEM图像。天然云母具有几何形状的片状结构，平均粒径约5μm，表面光滑；而负载TiO₂的TM填料表面粗糙，TiO₂颗粒完全包裹云母片层，证实TiO₂在云母表面原位生长。

Corrosion resistance mechanism

对于EP涂层，腐蚀介质（Cl^-、CO₂和H₂O）通过涂层内部微孔缺陷渗透至基体表面引发腐蚀反应。图12a显示氟化FBTM填料对腐蚀介质有一定屏蔽作用，但由于其在环氧树脂中分散性差，仍会形成渗透通道。

Conclusion

我们成功设计制备了具有多功能协同效应的二维层状云母填料AUFBTM。该填料通过表面修饰的氟基团建立疏水屏障，同时保留亲水基团实现界面锚定，通过特定活性基团与树脂形成共价交联，显著提升了涂层在高压腐蚀环境中的长期防护性能。