环氧树脂是一种重要的热固性聚合物，以其优异的加工性能、强耐化学性、良好的绝缘性和高粘附性而闻名。环氧树脂广泛应用于粘合剂、电子封装、功能性涂料等领域，但环氧涂料面临两大挑战。一是固化后交联密度高，易脆，断裂韧性较差。二是溶剂型环氧涂料在固化过程中溶剂挥发会导致微孔或微裂纹的产生，降低其作为腐蚀防护层的有效性。严重时，甚至可能导致局部电偶的形成，加剧腐蚀问题。在环氧涂料中添加纳米颗粒被认为是解决上述问题的有效方法之一。纳米颗粒因其小尺寸、独特的表面和界面特性以及量子尺寸效应，能够与环氧树脂在纳米尺度上发生强烈相互作用，从而在微观和宏观层面上提升涂料的性能，包括增强机械性能、耐热性和耐腐蚀性。
纳米颗粒通常根据形状分为三类：0D、1D和2D。0D纳米颗粒指的是球形金属氧化物纳米颗粒，如SiO2、TiO2、Al2O3和炭黑。1D纳米填料的直径小于100纳米，长度可达数百纳米，包括纳米管、纳米线、纳米纤维和纳米棒。石墨烯、六方氮化硼(h-BN)和纳米粘土是众所周知的2D纳米片。h-BN又称“白色石墨烯”，具有不渗透性、高比表面积以及优异的机械性能、导热性、耐磨性、阻隔性和疏水性。由于h-BN表面的惰性，当将其掺杂到聚合物树脂中时，需要对其进行表面改性，以提高其分散性并优化其在聚合物树脂中的界面相容性。
除了使用单一纳米尺寸的填料外，将0D纳米颗粒（如SiO2、TiO2、Fe3O4、CeO2、ZrO2）负载在2D纳米片（如
近期，江苏科技大学、海洋化工研究院有限公司和昆士兰大学联合提出了一种简单且经济的方法，成功制备出一种具有多维填料的新型高防腐环氧涂层。
首先通过溶胶-凝胶缩合反应，将介孔二氧化硅颗粒（mSi）涂覆在h-BN片材上，制得h-BN@mSi多维填料；随后将苯并三唑（BTA）缓蚀剂加入到hBN@mSi中，形成BTA-h-BN@mSi；然后将其添加到环氧树脂中，制备出性能更优的环氧复合涂层。
相比于单一维度填料，h-BN@mSi多维填料在比表面积和孔体积上有显著提升，这对填料中BTA的负载能力以及改性环氧涂层的防腐性能至关重要。此外，该环氧复合涂层还具有优异的机械性能、耐腐蚀性和良好的导热性，适用于多种需要这些特性的场合，如化学加工，炼油，发电和HVAC系统等各种行业的热交换器结构。
用于复合涂层的BTA-hBN@mSi填料
及其环氧树脂改性的制备过程
复合涂层导热性
(a)不同BTA-hBN@mSi填充量（0、1、5和10 wt%）复合涂层的红外热像图；(b)复合涂层表面温度随测试时间的变化；(c)复合涂层中BTA-hBN@mSi填料 载荷对涂层导热系数的影响。
不同涂层在盐水腐蚀300小时后
表面分析的光学图像
复合涂层防腐蚀机理示意图
数据来源与出处
相关研究成果发表在最新一期的《Progress in Organic Coatings》上。
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