CN116376406B - 一种TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种TiO2/H‑SiO2/EP超疏水复合涂层及其制备方法和应用，属于疏水材料技术领域。在本发明中，以二氧化钛和疏水性二氧化硅两种纳米粒子为纳米材料，引入正硅酸乙酯作为硅源前驱体，并用（γ‑氨基丙基）三乙氧基硅烷和十六烷基三甲氧基硅烷对二氧化钛和疏水性二氧化硅进行改性，得到改性TiO2/H‑SiO2超疏水复合材料。其后将改性TiO2/H‑SiO2超疏水复合材料喷涂于含有环氧树脂的碳钢表面，固化后得到TiO2/H‑SiO2/EP超疏水复合涂层。所述复合涂层以纳米颗粒作为环氧树脂的填料，即保证了涂层的超疏水性，极大地提升涂层与基底之间的粘结力，且耐腐蚀性和机械耐久性明显提高。
Description
技术领域
本发明涉及疏水材料技术领域，更具体的涉及一种TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层及其制备方法和应用。
背景技术
Q235碳钢由于其硬度高，力学性能优异，成为目前应用最为广泛的金属材料。对于碳钢基底，超疏水涂层成为目前最具有潜质的腐蚀防护方式，其疏水表面可以形成低表面能的微纳米粗糙结构，防止腐蚀介质进入基底表面，从而提高碳钢的耐腐蚀性能。
环氧树脂作为应用最广泛的防腐涂层，可使固化材料的结构表面较为致密，在涂层表面具有良好的粘附力以及出色的防水性，使得环氧涂层在金属表面耐腐蚀性良好。但是各类树脂防腐蚀涂层固化后脆性变高，与基底的粘结力差，容易产生裂纹，从而极大的降低防腐蚀效果，长期耐腐蚀效果差，表面粗糙结构极易遭受外界腐蚀介质的侵蚀，从而加速碳钢基底的腐蚀速率。
发明内容
为了针对现有技术不足，本发明提供了一种TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层及其制备方法，故通过在环氧树脂中添加无机纳米TiO2和疏水性二氧化硅（H-SiO2）作为填料，不仅保证了涂层的超疏水性，还克服了涂层在基底表面粘结力差的问题，同时提高涂层的耐腐蚀性以及机械耐久性，在金属材料防腐蚀领域具有很好的应用前景。
本发明中首先提供了一种TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层的其制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将二氧化钛和疏水性二氧化硅加入到醇溶剂A中，加入水，分散均匀后形成混合溶液，在40-80℃下依次加入KH550、HDTMS和TEOS，搅拌发生水解缩合反应形成悬浮液，离心干燥处理后得到改性TiO2/H-SiO2超疏水复合材料；
步骤2、将步骤1制备得到的改性TiO2/H-SiO2超疏水复合材料分散于醇溶剂B中得到TiO2/H-SiO2悬浮液；将环氧树脂和固化剂混合均匀后得到环氧树脂溶液；
步骤3、以预处理碳钢为基底，将环氧树脂溶液涂覆在预处理碳钢表面，固化后，再喷涂TiO2/H-SiO2悬浮液，室温静置凝固后干燥得到TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层。
进一步的，步骤1中，二氧化钛是粒径为10-300nm的钛矿型纳米TiO2颗粒；疏水性二氧化硅是粒径为10-200nm的H-SiO2颗粒。
进一步的，步骤1中，水与醇溶剂A的体积比为1:1-30；
二氧化钛与混合溶液的质量比为0.1-2:20；
疏水性二氧化硅与混合溶液的质量比为0.1-1:20。
进一步的，步骤1中，KH550与醇溶剂A的比例为0.003-0.006mol：1L；
HDTMS与醇溶剂A的比例为0.0001-0.0002mol：1L；HDTMS和TEOS的摩尔比为0.5-1:1-3。
进一步的，步骤1中，水解缩合反应温度为40-80℃；反应时间为4-12h。
进一步的，步骤2中，改性TiO2/H-SiO2超疏水复合材料与醇溶剂B的质量比为0.1-0.5:10。
进一步的，步骤2中，环氧树脂和固化剂的质量比为1-10:1；
环氧树脂和固化剂混合后在室温下搅拌10-60min得到环氧树脂溶液。
进一步的，步骤3中环氧树脂溶液的涂覆厚度为10-50μm，环氧树脂溶液的固化条件为60℃固化30min；TiO2/H-SiO2悬浮液的喷涂量为0.1-2ml/m3。
本发明还提供了上述制备方法制备得到的TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层。
本发明中还提供了上述TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层在碳钢防腐蚀中的应用。该复合涂层不仅与基底之间形成良好的粘结力，且具有优异的机械耐久性。
该方法采用涂覆以及喷涂的方式制得的涂层，能够极大的保护基底不受外界腐蚀介质的侵入，延长了碳钢的使用寿命，且原料易得，制备工艺简单，适宜于大规模生产，为商用超疏水复合涂层提供了一定的参考价值。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明以TiO2、疏水性二氧化硅（H-SiO2）两种纳米粒子为环氧树脂的填料，纳米颗粒的引入有效地改善了衬底的粗糙度，粗糙表面是复合涂层实现超疏水性的基础条件。此外，引入正硅酸乙酯（TEOS）作为硅源前驱体，并用（γ-氨基丙基）三乙氧基硅烷（KH550）和十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）对其进行改性，加入环氧树脂，提升了涂层与基底之间的粘结力。HDTMS对TEOS水解缩合的TiO2/H-SiO2表面进行疏水改性，将纳米TiO2/H-SiO2表面的-OH修饰为甲氧基，使得复合涂层的表面能降低，接触角增大，以及控制涂层表面的粗糙度，使得复合涂层的最佳接触角达到163±4.7°，TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层具有优异的超疏水性。
2、本发明操作简单，制备的TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层，在3.5wt.% NaCl溶液中浸泡24h后，其保护效率为99.98%，具有优异的防腐性能。
3、本发明制备的TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层，在摩擦12个循环，摩擦距离为200cm之后，接触角依然在150°，表明涂层具有良好的耐腐蚀性和机械耐久性。
附图说明
图1为HDTMS和TEOS摩尔比对涂层接触角的影响图；
图2为反应时间对涂层接触角的影响图，a图为接触角柱状图，b图为接触角测量图；
图3为反应温度对涂层接触角的影响图，a图为接触角柱状图，b图为接触角测量图；
图4为不同涂层表面接触角图；
图5为不同试样在3.5wt.% NaCl溶液中的EIS阻抗图；
图6为EIS等效电路图，a图为裸Q235钢的等效电路图；b图为TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层的等效电路图；
图7为不同试样在3.5wt.% NaCl溶液中的Tafel极化曲线图；
图8为TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层的摩擦测试图，a图为涂层的接触角随摩擦距离变化曲线图；b图为涂层砂纸摩擦测试的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明以下各实施例中用到的各种原料、试剂、仪器和设备均可通过市场购买得到或者通过现有方法制备得到。需要说明的是，下述实施例中在制备过程中，二氧化钛是粒径范围为10-300nm的钛矿型纳米TiO2颗粒，疏水性二氧化硅是粒径范围为10-200nm的H-SiO2。环氧树脂为K-9761，固化剂是与环氧树脂K-9761配合使用的固化剂，Q235低碳钢的规格为25mm×10mm×1mm。
实施例1
步骤1、基材预处理
Q235低碳钢（25mm×10mm×1mm），分别用600#、1000#、1200#水相砂纸打磨至表面光滑，然后用丙酮、乙醇超声去油，再用去离子水清洗后，晾干待用，确保面积为1cm2。
步骤2、改性TiO2/H-SiO2超疏水复合材料的制备
0.2g TiO2和0.1g H-SiO2纳米颗粒加入到20mL乙醇中，加入1mL去离子水，超声分散均匀后，待油浴温度升至60℃后，加入0.003mol/L的KH550，按照摩尔比为1:1加入0.0002mol/L的HDTMS和0.0002mol/L的TEOS，60℃下搅拌反应8h形成悬浮液，离心，60℃真空干燥24h，得到改性TiO2/H-SiO2超疏水复合材料，研磨并封装待用。步骤2中的醇溶剂A为乙醇。
需要说明的是，KH550、HDTMS和TEOS的摩尔浓度分别指的是KH550、HDTMS和TEOS与步骤2中乙醇的比例，以KH550为例，0.003mol/L指的是KH550与乙醇的比例为0.003mol：1L。
步骤3、TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层的制备
称取0.1g TiO2/H-SiO2超疏水复合材料，加入10mL无水乙醇，25℃搅拌10min，得到均一的TiO2/H-SiO2悬浮液，将质量比为2:1的环氧树脂和固化剂混合搅拌1h后得到环氧树脂溶液。步骤3中的醇溶剂B为无水乙醇。
将环氧树脂溶液涂覆于碳钢基底表面，涂覆厚度为10μm，60℃固化30min，再将上述悬浮液涂层喷涂于含有环氧树脂的碳钢表面，喷涂量为0.1ml/m3，室温静置凝固之后，室温干燥24h，得到TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层。
实施例2
与实施例1区别仅在于，本实施例中HDTMS和TEOS的摩尔比为1:3，HDTMS的摩尔浓度为0.0002mol/L，TEOS的摩尔浓度为0.0006mol/L。
实施例3
与实施例1区别仅在于，本实施例中HDTMS和TEOS的摩尔比为1:2，HDTMS的摩尔浓度为0.0002mol/L，TEOS的摩尔浓度为0.0004mol/L。
实施例4
与实施例1区别仅在于，本实施例中HDTMS和TEOS的摩尔比为0.75:1，HDTMS的摩尔浓度为0.00015mol/L，TEOS的摩尔浓度为0.0002mol/L。
实施例5
与实施例1区别仅在于，本实施例中HDTMS和TEOS的摩尔比为0.5:1，HDTMS的摩尔浓度为0.0001mol/L，TEOS的摩尔浓度为0.0002mol/L。
采用水解缩合反应方法，改性剂HDTMS以乙醇为溶剂，加入少量去离子水，促进水解缩合反应的进行。HDTMS能对TEOS水解缩合的TiO2/H-SiO2进行表面疏水改性，进而控制化学反应程度以及涂层表面的粗糙度。保持反应温度为60℃的条件下，反应8h，研究HDTMS和TEOS的摩尔比对涂层疏水性的影响，结果如图1和表1所示。需要说明的是，以实施例1为例，本发明在测试时，数据之间有误差是因为接触角每次测量3次，求误差之后的，数据稍有不同，因为测量的样品并非同一组样品，这样数据更可靠，实验可重现性更高。
表1 HDTMS和TEOS摩尔比对涂层超疏水性的影响
实施例6
与实施例1区别仅在于，步骤1中，搅拌反应时间为4h。
实施例7
与实施例1区别仅在于，步骤1中，搅拌反应时间为6h。
实施例8
与实施例1区别仅在于，步骤1中，搅拌反应时间为10h。
实施例9
与实施例1区别仅在于，步骤1中，搅拌反应时间为12h。
如图2所示，涂层接触角随着反应时间的增加而增大，最后保持稳定。当TEOS和HDTMS的摩尔比为1:1，随着反应时间的增加，反应完全，HDTMS作为偶联剂和疏水改性剂能将纳米TiO2/H-SiO2表面的-OH修饰为甲氧基，使得复合涂层的表面能降低，接触角增大。反应时间为8h时，接触角达164±3.2°，之后反应趋于稳定，接触角随着时间增长角度变化不大。
实施例10
与实施例1区别仅在于，步骤1中，搅拌反应温度为40℃。
实施例11
与实施例1区别仅在于，步骤1中，搅拌反应温度为50℃。
实施例12
与实施例1区别仅在于，步骤1中，搅拌反应温度为70℃。
实施例13
与实施例1区别仅在于，步骤1中，搅拌反应温度为80℃。
如图3所示，反应温度与涂层的接触角大小密切相关。温度升高使得涂层表面疏水性增强，表面能降低，疏水改性剂对TiO2/H-SiO2的修饰也更加完全，接触角也随着温度升高而增大。但由于反应溶剂为乙醇，反应体系的温度越高，乙醇挥发速率越快。因此当温度为60℃时接触角达到最大，角度为164±4.3°。
实施例14
步骤1、基材预处理
Q235低碳钢（25mm×10mm×1mm），分别用600#、1000#、1200#水相砂纸打磨至表面光滑，然后用丙酮、乙醇超声去油，再用去离子水清洗后，晾干待用，确保面积为1cm2。
步骤2、改性TiO2/H-SiO2超疏水复合材料的制备
0.13g TiO2和1.3g H-SiO2纳米颗粒加入到30mL乙醇中，加入1mL去离子水，超声分散均匀后，待油浴温度升至40℃后，加入0.006mol/L的KH550，按照摩尔比为1:1加入0.0002mol/L的HDTMS和0.0002mol/L的TEOS，40℃下搅拌反应8h形成悬浮液，离心，60℃真空干燥24h，得到改性TiO2/H-SiO2超疏水复合材料，研磨并封装待用。步骤2中的醇溶剂A为乙醇。
需要说明的是，KH550、HDTMS和TEOS的摩尔浓度分别指的是KH550、HDTMS和TEOS与步骤2中乙醇的比例，以KH550为例，0.006mol/L指的是KH550与乙醇的比例为0.006mol：1L。
步骤3、TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层的制备
称取0.0.008g TiO2/H-SiO2超疏水复合材料，加入10mL无水乙醇，25℃搅拌10min，得到均一的TiO2/H-SiO2悬浮液，将质量比为1:1的环氧树脂和固化剂混合搅拌1h后得到环氧树脂溶液。步骤3中的醇溶剂B为无水乙醇。
将环氧树脂涂覆于碳钢基底表面，涂覆厚度为50μm，60℃固化30min，再将上述悬浮液涂层喷涂于含有环氧树脂的碳钢表面，喷涂量为2ml/m3，室温静置凝固之后，室温干燥24h，得到TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层。
实施例15
步骤、基材预处理
Q235低碳钢（25mm×10mm×1mm），分别用600#、1000#、1200#水相砂纸打磨至表面光滑，然后用丙酮、乙醇超声去油，再用去离子水清洗后，晾干待用，确保面积为1cm2。
步骤2、改性TiO2/H-SiO2超疏水复合材料的制备
0.125g TiO2和0.5g H-SiO2纳米颗粒加入到10mL乙醇中，加入10mL去离子水，超声分散均匀后，待油浴温度升至80℃后，加入0.004mol/L的KH550，按照摩尔比为1:1加入0.0002mol/L的HDTMS和0.0002mol/L的TEOS，80℃下搅拌反应8h形成悬浮液，离心，60℃真空干燥24h，得到改性TiO2/H-SiO2超疏水复合材料，研磨并封装待用。步骤2中的醇溶剂A为乙醇。
需要说明的是，KH550、HDTMS和TEOS的摩尔浓度分别指的是KH550、HDTMS和TEOS与步骤2中乙醇的比例，以KH550为例，0.004mol/L指的是KH550与乙醇的比例为0.004mol：1L。
步骤3、TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层的制备
称取0.39g TiO2/H-SiO2超疏水复合材料，加入10mL无水乙醇，25℃搅拌10min，得到均一的TiO2/H-SiO2悬浮液，将质量比为10:1的环氧树脂和固化剂混合搅拌1h后得到环氧树脂溶液。步骤3中的醇溶剂B为无水乙醇。
将环氧树脂涂覆于碳钢基底表面，涂覆厚度为30μm，60℃固化30min，再将上述悬浮液涂层喷涂于含有环氧树脂的碳钢表面，喷涂量为0.5ml/m3，室温静置凝固之后，室温干燥24h，得到TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层。
对比例1
与实施例1相比，区别在于，仅在碳钢表面喷涂了环氧树脂溶液，记为EP；环氧树脂溶液由质量比为2:1的环氧树脂和固化剂混合搅拌1h得到。
对比例2
与实施例1相比，区别在于，步骤2中，未添加二氧化钛，制备得到改性H-SiO2。
步骤3中在碳钢表面喷涂改性H-SiO2悬浮液，得到H-SiO2超疏水涂层，记为H-SiO2。
对比例3
与实施例1相比，区别在于，步骤2中，未添加疏水性二氧化硅，制备得到改性TiO2。
步骤3中在碳钢表面喷涂改性TiO2悬浮液，得到TiO2超疏水涂层，记为TiO2。
如图4所示，可以看出纯的环氧涂层的接触角为79±3.0°，表现为亲水性。TiO2涂层和H-SiO2涂层的接触角分别为153±2.5°和156±3.0°，TiO2和H-SiO2纳米颗粒表面经过改性后仍存在极少量的-OH结构，但生成的产物具有较大的比表面积，且存在纳米粗糙结构，导致水对其表面浸湿性明显减弱，使复合涂层表面表现为超疏水性。当引入硅烷偶联剂同时改性TiO2和H-SiO2纳米颗粒，改性后的TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层（实施例1）具有更低的表面能，且纳米TiO2与H-SiO2颗粒相互粘结，使得涂层表面粗糙度明显增加，其接触角也大幅度增大，角度为163±4.7°，表现出优异的超疏水性。
下面以实施例1制备的TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层为例，进行防腐性能分析。
（1）在电化学性能的测试中，采用电化学工作站，对试样的防腐蚀性能进行测试，使用三电极工作系统，其中，参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂丝电极，工作电极为制备好的钢片涂层试样，型号为CHI660E，在3.5wt.% NaCl溶液中对涂层进行防腐性能的测试，其测试面积为1cm2，分别测试电化学阻抗（EIS）和Tafel极化曲线，EIS测试的频率扫描范围为10-2～106Hz，Tafel极化曲线的电位扫描区间为-1.0V～0.5V，扫描速率为10mV·S-1。
通过对不同涂层的交流阻抗进行测试，采用等效电路进行数据拟合，可以较为准确的分析涂层的腐蚀机理和防腐性能。图5为各涂层在3.5wt.% NaCl溶液中浸泡24h后所测得的Nyquist图。可以看出，每个试样的Nyquist图都只有一个容抗弧。容抗弧的直径大小代表涂层在腐蚀过程中电荷转移的阻力，其直径与涂层的耐腐蚀性能成正比，直径越大，则耐腐蚀性能越好。由此可知TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层极大的提高Q235碳钢的防腐性能。
为进一步分析涂层的腐蚀机理过程，借助Zview软件对各个涂层进行等效电路拟合，如图6所示。图6中的图a表示裸Q235碳钢（Bare Q235）的拟合电路，图6中的图b表示TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层的拟合电路，其拟合数据由表2可知。其中Rs为溶液电阻，Qdl为涂层的电容，Cdl为电解质与界面之间的双层电容，Rc和Rct分别为涂层电阻和溶液电荷转移电阻。Rct是评价腐蚀速率的重要指标之一，其数值通常与涂层试样的腐蚀速率成反比，由表2可知，改性后的TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层的Rct远高于裸Q235碳钢，该结果表明此复合涂层对腐蚀介质的阻隔作用有着明显的提高，涂层中的空气可以保护基底不受腐蚀离子的侵入，抑制腐蚀介质和基底之间的电荷转移，对基底提供有效的保护。
表2 不同涂层的EIS拟合电路参数
（2）Tafel极化曲线是根据腐蚀电流密度和腐蚀电位来判断腐蚀防护机理的一种重要的电化学分析手段之一。图7为裸Q235碳钢、H-SiO2、EP和TiO2/H-SiO2/EP涂层在3.5wt.% NaCl溶液中浸泡24h后所测得的Tafel极化曲线。结合表3可知，裸Q235碳钢的腐蚀电位和腐蚀电流均高于其他涂层。环氧涂层的Ecoor（-0.590V）相对于裸Q235碳钢的Ecoor（-0.748V），其电位正移0.158V；环氧涂层的Icoor（2.046×10-9 A·cm-2）与裸Q235碳钢的Icoor（9.087×10-8A·cm-2）相比，降低1个数量级。然后，根据极化曲线数据和公式（1）计算腐蚀效率η，公式（1）如下：
（1）
其中，表示空白涂层，裸Q235碳钢在3.5wt.% NaCl溶液中浸泡24h后的自腐蚀
电流密度，Icoor表示所制备的复合涂层在3.5wt.% NaCl溶液中浸泡24h后的自腐蚀电流密
度。
由公式（1）计算可知，环氧树脂的保护效率为97.75%，环氧涂层在干燥过程中出现裂纹，表明其具有一定的腐蚀防护作用，但效果并不理想。与H-SiO2相比，TiO2/H-SiO2/EP的Ecoor从-0.703V正移至-0.381V，电位差为0.322V，腐蚀电位明显增加；与H-SiO2相比，TiO2/H-SiO2/EP的Icoor从8.147×10-9A·cm-2降低至1.637×10-11A·cm-2，腐蚀电流密度降低两个数量级，其保护效率为99.98%，腐蚀电流密度越小，说明涂层的耐腐蚀效果越好。
表3 不同试样在3.5wt.% NaCl溶液中的Tafel极化曲线参数
（3）TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层的耐磨性分析
当前，机械耐久性能差是超疏水涂层在实际应用过程中面临的主要问题之一。为研究TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层的机械耐久性，对此进行耐磨性试验，如图8所示。图8中的图a为TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层的接触角随摩擦距离变化趋势，图8中的图b为涂层砂纸摩擦测试的示意图。在摩擦测试中，将涂层负载100g砝码在600CW砂纸上进行摩擦，以20cm距离为1次摩擦试验，每摩擦一个循环测量一次接触角。图8中的图a是摩擦次数为12个循环后得静态接触角变化趋势图，随着摩擦次数增加，涂层的静态水接触角变化不大，在摩擦距离为200cm之后，接触角依然在150°以上，220cm以后接触角为148±2.5°，表明涂层依然具有良好的机械性能。这是由于TiO2/H-SiO2作为填料与环氧树脂和固化剂高度粘结，产生较强的结合力。尽管表面的纳米颗粒在摩擦过程中被消耗，但树脂基体可以固定嵌入改性的TiO2/H-SiO2纳米颗粒中，使涂层表面保持良好的微观粗糙结构，且具有较好的机械耐久性。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (3)
1.一种TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将二氧化钛和疏水性二氧化硅加入到醇溶剂A中，加入水，分散均匀后形成混合溶液，40-80℃下依次加入KH550、HDTMS和TEOS，搅拌发生水解缩合反应形成悬浮液，离心干燥处理后得到改性TiO2/H-SiO2超疏水复合材料；
步骤2、将步骤1制备得到的改性TiO2/H-SiO2超疏水复合材料分散于醇溶剂B中得到TiO2/H-SiO2悬浮液；将环氧树脂和固化剂混合均匀后得到环氧树脂溶液；
步骤3、以预处理碳钢为基底，将环氧树脂溶液涂覆在预处理碳钢表面，固化后，再喷涂TiO2/H-SiO2悬浮液，室温静置凝固后干燥得到TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层；
步骤1中，二氧化钛是粒径为10-300nm的钛矿型纳米TiO2颗粒；
疏水性二氧化硅是粒径为10-200nm的H-SiO2颗粒；
水与醇溶剂A的体积比为1:1-30；
二氧化钛与混合溶液的质量比为0.1-2:20；
疏水性二氧化硅与混合溶液的质量比为0.1-1:20；
KH550与醇溶剂A的比例为0.003-0.006mol：1L；
HDTMS在醇溶剂A的比例为0.0001-0.0002mol：1L；HDTMS和TEOS的摩尔比为0.5-1:1-3；
步骤1中，水解缩合反应温度为40-80℃，反应时间为4-12h；
步骤2中，改性TiO2/H-SiO2超疏水复合材料与醇溶剂B的质量比为0.1-0.5:10；
步骤2中，环氧树脂和固化剂的质量比为1-10:1；
环氧树脂和固化剂混合后在室温下搅拌10-60min得到环氧树脂溶液；
步骤3中，环氧树脂溶液的涂覆厚度为10-50μm，环氧树脂溶液的固化条件为60℃下固化30min；TiO2/H-SiO2悬浮液的喷涂量为0.1-2ml/m3。
2.一种权利要求1所述的制备方法制备得到的TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层。
3.一种权利要求2所述的TiO2/H-SiO2/EP超疏水复合涂层在碳钢防腐蚀中的应用。
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