新型强耐热漆酚防护涂层：优异耐热性与自修复能力

2025-06-20 15:12:21 作者：老酒高分子来源：高分子科技分享至：

随着全球能源需求的不断增长，重稠油作为一种重要的非常规油气资源，受到了广泛关注。然而，重稠油开采过程中采用的高温热采技术大幅度提升了运输管道及设备面临的腐蚀风险，尤其是在高盐、高温、高碳酸气环境下，传统防护涂层性能难以满足实际需求，亟需研发高性能耐热防腐涂层以保障油气产业的安全稳定运行。

近日，北京化工大学樊保民、赵景茂教授创新性地提出了一种基于天然植物提取物—漆酚的新型高性能耐热防护涂层体系。通过引入酒石酸钠稳定的二维Ti₃C₂Tx MXene纳米片，实现了漆酚基复合涂层的高密度交联与优异的物理屏障性能，显著提升了涂层的耐腐蚀性和自修复能力。

酒石酸钠稳定Ti₃C₂Tx纳米片

利用酒石酸钠有效稳定了MXene纳米片的胶体分散状态，同时通过碱化过程在其表面引入丰富的羟基，成为漆酚分子交联的活性位点，无挥发性有机物排放，实现绿色环保交联。

图1. (a) SMX纳米片的制备与涂层构建流程示意图；(b, c) 新鲜蚀刻和碱化SMX的透射电子显微镜（TEM）图像；(d) Ti₃C₂Tx和SMX胶体分散液在不同时间下的颜色变化及其ζ电位变化图；(e) Ti₃C₂Tx和SMX在自然空气条件下的粒径分布演变图。

漆酚新交联机理

MXene表面羟基与漆酚的邻苯二酚基团形成强健的交联网络，不仅提高了涂层的致密性和附着力，还赋予涂层出色的耐热稳定性。

图2. 碱化 Ti₃C₂Tx 与漆酚分子间的交联机制示意图。

卓越防护效果

优化配比的MXene/漆酚复合涂层在CO₂饱和的3.5% NaCl盐水中，140℃高温环境下浸泡30天后仍保持超高阻抗（7.42×108 Ω·cm²），明显优于传统钛有机交联涂层。

图3. (a) 涂层样品在 CO₂饱和 3.5% NaCl 溶液中于 140°C 条件下的浸泡测试流程图；(b) SMX1.5@U 与 TBT@U 涂层在高温浸泡30天后的附着力和润湿性比较；(c, d) 两种涂层的表面与截面扫描电镜图像；(e, f) Bode 模量图，(h, i) 相位角图，展示不同浸泡时间下的电化学阻抗行为；(g) 涂层的电荷转移电阻Rc；(j) 涂层的吸水率。

自修复能力

涂层破损时，MXene降解生成的TiO₂和无定形碳沉积于缺陷处，且酒石酸钠释放的还原分子可吸附在钢材表面，实现破损局部自我修复，延长涂层寿命。提出了使用扫描电化学显微镜（SECM）研究自愈机理