Fe2O3-HNTs杂化材料的制备及其对环氧树脂涂层性能的影响

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(1. 中海石油(中国)有限公司 天津分公司，天津 300450; 2. 四川天然气管道投资有限责任公司 工程管理部，成都 610500)

随着石油与天然气工业的不断发展，钻、采工况越发复杂的超深井、腐蚀气井等开始出现，腐蚀问题加剧。防腐蚀涂层技术作为金属管柱腐蚀的有效控制手段，已被越来越多地应用于恶劣的腐蚀工况中，对钻杆、油管等起到了很好的保护作用[1-2]。此外，井下管具通常还承受着不同形式的摩擦磨损[3]，如果涂层没有足够的机械强度及耐磨性，在使用过程中会快速磨损、剥落、脱离，失去对钢材的保护作用[4-5]。

在防腐蚀涂层中添加纳米材料可以提高其力学性能。埃洛石纳米管(HNTs)是一种新型的天然无机纳米材料，具有良好的生物相容性和很高的强度。但纳米材料本身容易团聚，另外HNTs高的长径比以及大的比表面积也使得其在树脂体系中不易分散。表面接枝有机官能团或负载无机材料是减少纳米材料团聚的重要手段[6]。若在HNTs外表面负载一层纳米三氧化二铁(Fe2O3)颗粒，既能降低HNTs的表面能，减少团聚，又可以将纳米Fe2O3优异的耐磨性、硬度与HNTs的增强作用相结合，实现防腐蚀涂层多方面性能的改善。

为此，本工作通过化学沉积法在HNTs外表面负载Fe2O3，制备了Fe2O3-HNTs杂化材料，并优化了制备条件；将经过表面处理的Fe2O3-HNTs杂化材料喷涂在P110钢片表面制得Fe2O3-HNTs环氧树脂(Fe2O3-HNTs/EP)复合涂层，通过摩擦磨损试验和电化学阻抗谱测试分析了该复合涂层的耐磨性和耐蚀性。

1 试验

1.1 试样制备

试验用HNTs购置于Sigma-Aldrich公司，管径30～100 nm,管长1～3 μm。参考文献[7]制备Fe2O3-HNTs杂化材料。取0.6 g的三氯化铁(FeCl3)溶解于定量的去离子水中，超声搅拌20 min。将0.2 g HNTs分散于100 mL去离子水中，超声10 min。在40 ℃水浴强烈搅拌下，将HNTs悬浮液缓慢滴加到FeCl3溶液中，搅拌10 min；再滴加10 mL 0.5%(质量分数)聚乙烯醇溶液，剧烈搅拌10 min后加入5 g尿素，继续反应30 min；然后，升温至80 ℃，用10%(质量分数)氨水调节体系pH后继续反应4 h。将反应产物离心分离，用蒸馏水反复清洗，真空烘干，研磨，在350 ℃下煅烧3 h，得到粉末状的Fe2O3-HNTs杂化材料。另外，在不加聚乙烯醇和尿素的情况下，按上述方法分别制备得到Fe2O3-HNTs杂化材料。

利用硅烷偶联剂对Fe2O3-HNTs杂化材料进行表面改性处理。将一定量Fe2O3-HNTs杂化材料加入适量的无水乙醇和去离子水的混合溶液中，超声20 min；向其中加入过量的硅烷偶联剂KH560，超声15 min；将混合溶液移入三口烧瓶，在80 ℃下回流4 h；用甲醇除去未反应的硅烷偶联剂KH560；用滤膜过滤，得到湿产品，经真空干燥24 h，取出产品，经研细备用[8]。硅烷偶联剂KH560的成分为γ-(2.3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)。

通过喷砂对P110钢片表面进行预处理，使其表面清洁度为Sa2.5级，喷砂粒度167 μm。喷涂需在喷砂完成后1 h内进行，操作如下：称取一定量的环氧树脂(EP)CX12-6及固化剂CB12-13加入二甲苯溶剂中，固化剂、环氧树脂、溶剂的用量为1∶3∶3(质量比)；然后加入Fe2O3-HNTs杂化材料，超声分散30 min使其形成均匀体系。Fe2O3-HNTs的加量分别为4%(质量分数，下同)，2%，1%，0。然后，将喷涂好的P110钢片进行表面高温固化，即先后在120 ℃下烘烤1 h，220 ℃下烘烤1.5 h，得到Fe2O3-HNTs/EP复合涂层。采用同样的方法制备了HNTs/EP复合涂层及纯环氧树脂(EP)涂层作为对比试样。

1.2 扫描电镜分析

采用JEOL JSM-7500F型扫描电子显微镜(SEM)观察Fe2O3-HNTs杂化材料的表面形貌以及Fe2O3-HNTs/EP复合涂层的断面形貌。涂层断面通过在液氮中脆断获取。

1.3 X射线衍射谱测试

在荷兰PANalytical公司X′Pert Pro型X射线衍射仪(XRD)上测Fe2O3-HNTs杂化材料的组成相。测试时使用Cu靶，Kα辐射源，管电压40 kV，管电流40 mA，扫描速率5(°)/min，扫描范围为5°～90°。

1.4 红外光谱测试

采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)测表面改性前后Fe2O3-HNTs杂化材料的红外光谱，分析其官能团组成。将改性前后的Fe2O3-HNTs杂化材料分别与干燥的KBr粉末按1∶100的质量比置于研钵中，研磨均匀；然后放入压片机中压成测试用的薄片(压力15～20 MPa，保压时间30 s)并进行红外光谱测试。

1.5 热重分析

采用TA公司Q50型热重分析仪在氮气环境中对Fe2O3-HNTs、HNTs、Fe2O3等粉体进行热重分析(TGA)。测试时以20 ℃/min升温速率将温度从室温升至800 ℃。

1.6 耐磨性测试

在圆形玻璃片上制备Fe2O3-HNTs/EP复合涂层。采用BGD523-ABRASER型耐磨仪测试复合涂层的耐磨性。摩擦磨损试验采用美国CS-17转子，载荷9.8 N，转速60 r/min，旋转圈数1 000 转(滑动距离约为18 840 cm)，用精度为0.000 1 g的天平测其磨损量，结果取3次试验的平均值。

1.7 电化学阻抗谱测试

将带Fe2O3-HNTs/EP复合涂层的P110钢片制成尺寸为1 mm×10 mm×20 mm的试样，用超声测厚仪测量复合涂层的厚度，挑选厚度为100～150 μm的试样进行电化学阻抗谱(EIS)测试。测试在CorrotestCS310电化学工作站上进行，频率范围为10-2～105Hz，正弦波信号振幅为20 mV。电解池采用三电极体系，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)，辅助电极为铂电极，覆有Fe2O3-HNTs/EP复合涂层的P110钢片为工作电极(涂层有效暴露面积约为4 cm2)。电解质溶液为3.5%(质量分数)的NaC1溶液，试验用水均为去离子水。测试前先将工作电极在电解液中浸泡不同时间，测试得到的电位均相对于参比电极而言。

2 结果与讨论

2.1 杂化材料的微观形貌

2.1.1 反应体系pH的影响

从图1可以看到：当反应体系pH为10时，纳米Fe2O3颗粒较少负载于HNTs表面，在宏观上表现为HNTs与纳米Fe2O3相互分离，纳米Fe2O3自身团聚明显，所形成的颗粒较大。这是因为过高的pH会使体系中的FeCl3水解过快，水解产生的Fe(OH)3来不及接触HNTs表面就发生沉淀，所以经过煅烧得到的Fe2O3也未负载于HNTs表面。当反应体系pH为6时，HNTs与纳米Fe2O3颗粒的分布较为随机，负载量也较少。这是因为酸性条件下FeCl3的水解速率较慢，水解产生的Fe(OH)3量相对减少，减弱了其与HNTs表面的有效接触及负载。而当反应体系pH为8时，纳米Fe2O3颗粒可以较好地负载于HNTs表面，得到负载效果较好的Fe2O3-HNTs杂化材料。其主要原因是在弱碱性条件下，FeCl3水解产生的Fe(OH)3的速率较为适中，可以有效地与HNTs接触，从而使Fe(OH)3均匀沉淀在HNTs表面，经过高温煅烧后得到负载效果较好的Fe2O3-HNTs杂化材料。总之，反应体系的pH较高或较低都不利于Fe(OH)3在HNTs表面的负载。

2.1.2 尿素的影响

从图2可以看到：在添加尿素的情况下(尿素水解法)，HNTs表面负载的纳米Fe2O3颗粒尺寸均一且分布比较均匀；在未添加尿素的情况下(传统化学沉积法)，HNTs表面能够负载一定的纳米Fe2O3，但得到的Fe2O3颗粒数目少且尺寸不够均一，分布也很不均匀。这是因为采用化学沉积法制备Fe2O3-HNTs杂化材料时，其形成过程主要包括形核和长大两个方面。FeCl3水解产生难溶物Fe(OH)3，当溶液中的Fe(OH)3达到饱和后析出，并开始在HNTs的表面聚集成微小的晶核，随着水解反应的进行，更多的Fe(OH)3晶核生成，且聚集在HNTs表面的Fe(OH)3不断长大，最终形成一定大小的颗粒沉积，从而形成化学沉积法最终的负载效果。尿素水解法和传统化学沉积法的最大区别在于前者的沉淀剂(OH-)是通过溶液内部尿素水解产生，具有均匀、逐步的特点，而传统化学沉积法的沉淀剂通过一次性外部添加获得。与传统的化学沉淀法相比,尿素水解法可以在一定程度上避免沉积剂局部过饱和的现象，使负载的纳米Fe2O3颗粒尺寸大小更加均一，负载的效果也更好[9]。

(a) pH 10

(b) pH 8

(c) pH 6图1 反应体系pH对Fe2O3-HNTs杂化材料SEM形貌的影响Fig. 1 Effect of pH value of reaction system on SEM morphology of Fe2O3-HNTs hybrid material

2.1.3 FeCl3含量的影响

从图3可以看到：当FeCl3的质量浓度为10 g/L时，在HNTs外表面只有少量的纳米Fe2O3负载；当FeCl3的质量浓度增加到20 g/L时，就有较多的纳米Fe2O3负载到HNTs外表面，但此时仍有部分的HNTs外表面未被纳米Fe2O3负载；当FeCl3的质量浓度进一步增加到30 g/L时，HNTs外表面被完全地负载了一层纳米Fe2O3，此时纳米Fe2O3颗粒完好,大小均一且分布均匀，并未出现团聚现象；当FeCl3的质量浓度增加到40 g/L时，HNTs外表面负载的纳米Fe2O3颗粒变大且不均一，负载效果较30 g/L时有所下降，其主要原因是FeCl3的含量过大，其水解产生的Fe(OH)3过多堆积于HNTs外表面，经过高温煅烧后，生成的纳米Fe2O3颗粒不够均一，并且会有一定的团聚现象。因此，当FeCl3的质量浓度为30 g/L时，Fe2O3-HNTs杂化材料的负载效果最好。

(a) 未添加

(b) 添加图2 添加尿素对Fe2O3-HNTs杂化材料SEM形貌的影响Fig. 2 Effect of adding urea on SEM morphology of Fe2O3-HNTs hybrid material: (a) without adding urea; (b) adding urea

2.1.4 聚乙烯醇的影响

从图4可以看到：制备过程中添加聚乙烯醇的Fe2O3-HNTs杂化材料，其纳米Fe2O3颗粒很好地负载于HNTs表面上，纳米Fe2O3完好并且负载率很高；制备过程中未添加聚乙烯醇的Fe2O3-HNTs杂化材料，也有较好的负载效果，但是负载效果不如添加了聚乙烯醇的好。

(a) 10 g/L FeCL3 (b) 20 g/L FeCL3 (c) 30 g/L FeCL3 (d) 40 g/L FeCL3图3 FeCl3含量对Fe2O3-HNTs杂化材料SEM形貌的影响Fig. 3 Effect of FeCl3 content on SEM of Fe2O3-HNTs hybrid material

在负载过程中HNTs以悬浮液形式存在于液相中，要达到理想的负载效果需要满足以下两点：一是HNTs必须在反应的体系中(即液相)有良好的分散性；二是HNTs在液相中需得到较好的浸润效果。但是，HNTs存在微观非极性结构，聚集体也难以在水溶液中分散，即使分散后也会重新团聚。因此，HNTs很难在水溶液中润湿。这使得经过直接滴定法生成的难溶物Fe(OH)3不易沉积在HNTs表面，在表面张力的作用下Fe(OH)3与HNTs宏观分离，因此经过高温锻烧后部分纳米Fe2O3与HNTs发生分离。聚乙烯醇作为一种高分子聚合物，可以在水溶液中强烈吸附于HNTs表面，并且可以通过其疏水基团与HNTs以范德华力结合。聚乙烯醇的亲水基(-OH)伸向水溶液内部，使HNTs表面带有一定的电负性，这样可以有效利用静电排斥的作用，避免HNTs在水溶液中重新团聚，从而改善了溶液对HNTs的浸润效果，并促进其分散。另外，溶液中Fe3+可以较好地与聚乙烯醇的亲水基(-OH)结合，聚乙烯醇作为桥梁把溶液中Fe3+有效地吸附于HNTs表面。加入沉淀剂后，难溶物Fe(OH)3以HNTs表面的Fe3+为形核点开始沉积，在HNTs表面形成均匀分布的Fe(OH)3，达到较好的负载效果，高温煅烧后Fe(OH)3转变成Fe2O3,均匀负载于HNTs的表面[10]。

(a) 未添加

(b) 添加图4 添加聚乙烯醇对Fe2O3-HNTs杂化材料SEM形貌的影响Fig. 4 Effect of adding polyvinyl alcohol on SEM of Fe2O3-HNTs hybrid material: (a) without adding polyvinyl alcohol; (b) adding polyvinyl alcohol

2.2 杂化材料的X射线衍射谱

从图5可以看到：在HNTs的XRD谱中2θ为12.2°处出现了HNTs典型的特征衍射峰，20.0°，25.6°，38.5°，62.5°处也出现了其他特征峰，参考标准JCPDS Card数据知晶体系统的组成相为典型的六角形Al2SiO5(OH)4；在Fe2O3的XRD谱中，24.7°，33.2°，35.8°，49.7°，54.2°处出现了典型的Fe2O3晶型特征衍射峰[11-12]；在Fe2O3-HNTs的XRD谱中，12.2°，20.0°，25.6°，33.2°，35.8°，49.7°，54.2°处同时出现了HNTs和Fe2O3的特征衍射峰，其中，33.2°，35.8°，49.7°，54.2°处HNTs的衍射峰较纯HNTs中的强度明显减弱。这是因为HNTs外表面负载的Fe2O3干扰了HNTs的衍射峰，而33.2°，35.8°，49.7°，54.2°处又为典型的Fe2O3晶型特征衍射峰。以上结果表明，负载在HNTs外表面的物质为Fe2O3，同时Fe2O3-HNTs的XRD谱分别由HNTs和Fe2O3的衍射峰组成，也说明了Fe2O3-HNTs杂化材料的形成[13]。

图5 Fe2O3-HNTs、HNTs和Fe2O3的XRD谱Fig. 5 XRD patterns of Fe2O3-HNTs，HNTs and Fe2O3

2.3 杂化材料的热重分析

从图6中可以看出：温度超过100 ℃后，纯HNTs的TGA曲线便开始下降，450 ℃时发生急剧下降。HNTs是一种硅酸盐水合物，其TGA曲线的第一次下降主要是由水分分解导致，第二次下降主要是因为HNTs中羟基(-OH)等主要官能团的分解。温度为300～500 ℃时，纯Fe2O3的TGA曲线开始缓慢下降，这可能是由于晶型转变引起的，之后下降变得更为缓慢，这说明Fe2O3在高温下稳定存在而不被分解。温度为800 ℃时，纯Fe2O3的质量损失率大约为1.6%。Fe2O3-HNTs杂化材料的TGA曲线从100 ℃开始出现下降，这是由于在此温度下水分开始分解；在450 ℃处曲线出现较为明显的下降，与纯HNTs相似，该处也出现了主要官能团的分解，但是分解量却远低于纯HNTs的；800 ℃以后Fe2O3-HNTs杂化材料的质量基本保持恒定，这是因为其中的HNTs和水分已经完全分解，剩余的部分为Fe2O3。

热重分析结果进一步说明通过化学沉积的方法能实现Fe2O3对HNTs的负载，且Fe2O3-HNTs杂化材料延续了原材料优异的性能，在800 ℃仍然保持94.87%的质量，具有良好的热稳定性。

图6 Fe2O3-HNTs、HNTs和Fe2O3的TGA曲线Fig. 6 TGA curves of Fe2O3-HNTs，HNTs and Fe2O3

2.4 杂化材料的红外光谱

从图7中可以看出：在Fe2O3-HNTs杂化材料改性前后的红外光谱中，3 693，3 588 cm-1附近均出现了两种不同的羟基伸缩振动峰，分别对应HNTs铝氧八面体与硅氧四面体上的羟基基团，这是辨识HNTs重要的特征峰，同时又在471，557 cm-1处出现了Fe2O3的特征峰，其原因是经过负载后，HNTs表面存在Fe2O3。改性后的Fe2O3-HNTs杂化材料在2 934，2 852 cm-1处出现了KH560的特征峰，而改性前Fe2O3-HNTs中不存在此特征峰。这说明KH560成功地改性了Fe2O3-HNTs杂化材料。

图7 用KH560表面改性前后Fe2O3-HNTs杂化材料的红外光谱Fig. 7 FT-IR patterns of Fe2O3-HNTs hybrid material before and after surface modification by KH560

2.5 复合涂层的耐磨性

从图8中可以看到：HNTs/EP复合涂层和Fe2O3-HNTs/EP复合涂层的3次摩擦磨损试验结果均保持一致的变化趋势，且均在HNTs质量分数为2%时，展现出最优的耐磨性；较纯环氧树脂涂层，两种复合涂层的耐磨性均有所提高，且在加量相同的情况下，Fe2O3-HNTs/EP复合涂层的耐磨性略优于HNTs/EP复合涂层的。

环氧树脂涂层因内应力过大，导致其脆性增加，限制了其在腐蚀防护领域的应用，然而纳米材料可以有效解决环氧树脂涂层内应力过大的问题。通过负载制得的杂化材料同时具有纳米管状材料与纳米颗粒材料的特性。因而杂化材料Fe2O3-HNTs作为一种纳米填料加入环氧树脂涂层中，可以有效降低涂层的内应力。同时由于HNTs表面负载了一层Fe2O3，适当降低了其表面能，使其与涂层基体更好地结合，起到很好的物理交联点作用，宏观上表现为耐磨性的提升。

(a) HNTs/EP复合涂层

(b) Fe2O3-HNTs复合涂层图8 不同HNTs或Fe2O3-HNTs加量下复合涂层的磨损量Fig. 8 Abrasion loss of the composite coatings HNTs/EP (a) and Fe2O3-HNTs/EP (b) with different amounts of HNTs or Fe2O3-HNTs

加量为2%时，两种涂层的耐磨性能均最好。这是因为加量太少时，加入的HNTs或Fe2O3-HNTs未能完全填充环氧树脂涂层，加量太多时，又会带来团聚问题，而2%的加量既可以达到较好的分散效果，又能保证HNTS或Fe2O3-HNTs完全填充环氧树脂涂层。Fe2O3-HNTs对涂层的性能提升优于HNTs。这主要因为Fe2O3-HNTs结合了纳米Fe2O3优异的耐磨性;另外，HNTs的表面能大，容易发生团聚，而在其表面负载一层Fe2O3膜后表面能降低，不易团聚，使添加的纳米材料更好地分散于环氧树脂涂层中。

2.6 复合涂层的电化学阻抗谱

从图9中可以看到：在NaCl溶液中浸泡12 h时，Fe2O3-HNTs/EP复合涂层的容抗弧半径远大于纯环氧树脂涂层的，而容抗弧半径大小即表示阻抗的大小，所以Fe2O3-HNTs加量为2%的复合涂层的阻抗最大。

图9 在NaCl溶液中浸泡12 h时Fe2O3-HNTs/EP复合涂层的电化学阻抗谱Fig. 9 EIS of Fe2O3-HNTs/EP composite coating immersed in NaCl solution for 12 h

从图10中可以看出：在NaCl溶液中浸泡48 h时，4种涂层的阻抗均比浸泡12 h时小得多。这是由于随着浸泡时间的延长，电解质溶液渐渐进入涂层内部的缘故。虽然此时阻抗均减小了许多，但其变化趋势不变，仍然是在Fe2O3-HNTs加量为2%时取得最大阻抗。

图10 在NaCl溶液中浸泡48 h时Fe2O3-HNTs/EP复合涂层的电化学阻抗谱Fig. 10 EIS of Fe2O3-HNTs/EP composite coating immersed in NaCl solution for 48 h

从图11中可以看出：在NaCl溶液中浸泡96 h时，4种涂层的阻抗均比浸泡12 h时小得多，但与浸泡48 h时变化不大。随着浸泡时间的进一步延长，电解质溶液进入涂层内部并达到稳定状态，所以涂层的阻抗与浸泡48 h时变化不大。浸泡96 h时，涂层阻抗的变化趋势仍保持不变，在Fe2O3-HNTs加量为2%时取得最大阻抗。

图11 在NaCl溶液中浸泡96 h时Fe2O3-HNTs/EP复合涂层的电化学阻抗谱Fig. 11 EIS of Fe2O3-HNTs/EP composite coating immersed in NaCl solution for 96 h

以上结果表明，随着浸泡时间的延长，4种涂层的阻抗都会减小，但始终都在Fe2O3-HNTs加量为2%时取得最大值。Fe2O3-HNTs/EP复合涂层的阻抗远高于纯环氧树脂涂层的，说明Fe2O3-HNTs的加入使涂层的抗腐蚀介质渗透能力提升。涂层阻抗的减小是由于电解质溶液逐渐进入到涂层内导致。在浸泡初期阶段腐蚀介质没有穿透涂层，基体钢片没有发生腐蚀反应，此时涂层可以被认为是一层完全阻隔了电解质溶液与基体钢片的隔绝层，随着浸泡时间的延长，腐蚀介质到达基体金属表面并与之发生腐蚀反应，涂层开始失效。添加了Fe2O3-HNTs的涂层中,纳米管的存在延长了腐蚀介质的渗透路径，使腐蚀介质不易进入涂层内部，从而增强了涂层的耐蚀性[14-16]。当Fe2O3-HNTs加量从1%增加到2%时，这种效应会得到加强；但继续添加Fe2O3-HNTs，涂层中的Fe2O3-HNTs易发生团聚，团聚现象的出现会降低纳米材料的增强效应，在宏观上表现为涂层耐蚀性的下降。

2.7 复合涂层的断面形貌

从图12中可以看到：没有加入Fe2O3-HNTs的纯环氧树脂涂层的断面比较平滑整齐，属于脆性断裂；而添加了Fe2O3-HNTs后，断面变得粗糙，呈现韧性断裂的形貌。由此可见，Fe2O3-HNTs是一种优异的增韧材料，延续了HNTs的特性。Fe2O3-HNTs加量为1%时，由于涂层内部并没有完全被Fe2O3-HNTs填充，因此涂层断面部分表现出脆性断裂，部分表现出韧性断裂。Fe2O3-HNTs加量为4%时，涂层断面也呈现韧性断裂的特征，但局部断面中断裂面纹路，台阶不够均一。这是因为添加过多的Fe2O3-HNTs会导致团聚体出现，这些团聚体的存在使Fe2O3-HNTs难以有效分散，造成了断裂面不够均一，因此涂层在宏观上很难表现出好的力学性能与耐蚀性，这与前文得到的结论一致。而Fe2O3-HNTs加量为2%时，涂层断面上断裂面纹路和台阶均一，呈典型韧性断裂，并且断裂面非常均匀，这说明Fe2O3-HNTs在涂层中分散良好，所以在宏观上表现为优异的力学性能与耐蚀性[17-20]。

(a) 0% Fe2O3-HNTs (b) 1% Fe2O3-HNTs (c) 2% Fe2O3-HNTs (d) 4% Fe2O3-HNTs图12 不同Fe2O3-HNTs加量Fe2O3-HNTs/EP复合涂层的断面SEM形貌Fig. 12 SEM morphology of the cross-section of Fe2O3-HNTs/EP composite coatings added with different amounts of Fe2O3-HNTs/EP

3 结论

(1) 采用化学沉淀法制备了Fe2O3-HNTs杂化材料，优化了其制备方法。结果表明，在体系pH为8时，采用尿素水解与聚乙烯醇作为表面活性剂时得到的负载效果最佳。

(2) 热重分析(TGA)结果表明，Fe2O3-HNTs杂化材料拥有良好的热稳定性。

(3) 断面形貌说明，Fe2O3-HNTs杂化材料保留了HNTs优异的增韧、增强效应。耐磨性测试结果表明，Fe2O3-HNTs杂化材料结合了纳米Fe2O3优异的耐磨性，改性Fe2O3-HNTs作为填料对环氧树脂涂层耐磨性的提升明显优于改性HNTs的，且均在加量为2%时性能达到最优。

(4) 电化学阻抗测试结果表明，相对于纯环氧树脂涂层,Fe2O3-HNTs/EP复合涂层的抗腐蚀介质渗透能力有了一定提升。