金属腐蚀与防护是工业中的重要问题，每年因腐蚀会造成巨大的经济损失和安全隐患。目前，常使用涂层技术来防护金属腐蚀。水性防腐涂料由于绿色低碳环保、含挥发性有机化合物（VOCs）少，对环境友好，对人体无害，因此受到人们越来越多的关注与青睐。然而，目前水性防腐涂料中残留的亲水基团和表面活性剂易形成极性通道，有利于腐蚀介质的渗透，从而导致涂层对腐蚀性介质的屏蔽能力较差，尤其是长期的苛刻腐蚀环境中。因此，如何制备长效稳定、高性能的水性防腐涂料是目前亟需解决的一大难题。 

  针对上述水性防腐涂料的研发需求，天津大学汪怀远教授团队利用羟基官能化的h-BN（OBN）纳米片、植酸（PA）、Zn²⁺ 和双氰胺，成功制备了一种新型、坚固的水性OBN-PA-Zn-D/WEP防腐复合涂层。在π-π相互作用下，有机-无机PA-Zn-D复合物负载在OBN上，大幅提高了OBN-PA-Zn-D纳米片的分散性，进而提升了OBN-PA-Zn-D/WEP复合涂层的物理阻隔性能。加入双氰胺后，OBN-PA-Zn-D纳米片与水性树脂基体的界面相容性显着提高，大大减少了OBN-PA-Zn-D/WEP复合涂层内部的缺陷。此外，PA和Zn²⁺在缺陷中可形成微区域保护作用，以抑制阳极和阴极的腐蚀。因此，在多重协同防腐作用下，环保型水性OBN-PA-Zn-D/WEP复合涂料表现出独特的防腐性能，较传统水性环氧涂料防腐性能提升2个数量级。

图1. OBN-PA-Zn-D复合粒子以及OBN-PA-Zn-D/WEP涂层的制备方法机理图。

图2. （a1，a2）WEP，（b1， b2）OBN/WEP，（c1，c2）OBN-PA-Zn/WEP 以及（d1，d2）OBN-PA-Zn-D/WEP涂层的截面图。

图3. （a1-a3）WEP以及（b1-b3）OBN-PA-Zn-D/WEP涂层的Bode和 Nyquist 曲线。

图4. （a） OBN/WEP，（b） OBN-PA-Zn/WEP，（c，d）OBN-PA-Zn-D/WEP涂层防腐机理图。

  电化学测试表明，在3.5 wt% NaCl溶液中浸泡60天后，OBN-PA-Zn/WEP涂层的阻抗值仍然比WEP水性涂层高2个数量级左右。研究揭示了功能纳米材料对涂层防腐能力提升的作用机理。此工作为制备长效高质量水性防腐涂料提供了一种新方法。

  上述研究成果发表在国际权威杂志Composites part B上。论文的第一作者为天津大学化工学院博士生林丹，通讯作者为汪怀远教授。

  全文链接：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2022.109624