1.一种用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层,其特征在于,包括在铁路桥梁钢结构上自内而外依次喷涂的特制环氧富锌防锈底漆层、环氧云铁中间漆层、以及石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆层;所述特制环氧富锌防锈底漆层中包含有自修复微胶囊,当底层钢结构表面pH值≤6时,自修复微胶囊破裂释放出包裹的功能化石墨烯丙烯酸浆料;所述特制环氧富锌防锈底漆层的厚度为80~195μm,所述环氧云铁中间漆层的厚度为200~350μm,所述石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆层的厚度为65~85μm;所述环氧富锌防锈底漆中锌粉为75%~85wt%,所述环氧云铁中间漆中云铁粉为20%~50wt%,所述石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆中高羟丙烯酸聚氨酯树脂为50%~70 wt %;其中,所述自修复微胶囊的制备具体包括如下步骤:S141、将石墨烯分散在去离子水中,并进行高速搅拌,其中,高速搅拌转速为1200-1500rpm,时间为20~35min;S142、在石墨烯分散均匀后加入丙烯酸,加热并进行搅拌,制备得到功能化石墨烯丙烯酸浆料,其中,搅拌转速为1000-1100rpm,时间为60~90min,加热温度为60~80℃;S143、将装有去离子水的烧杯放置在热板上,将乙烯马来酸酐共聚物水溶液加入到烧杯中,然后进行搅拌,同时,向该溶液中加入尿素、氯化铵、间苯二酚,得到第一混合溶液,其中,搅拌转速为800-1000rpm,时间为40~55min,加热温度为55~70℃;S144、加入氢氧化钠溶液将第一混合溶液的pH升至3.5,加入1-2滴辛醇以防止表面气泡,将二环戊二烯缓慢加入第一混合溶液中并使其稳定5分钟,之后将功能化石墨烯丙烯酸浆料添加到溶液中搅拌均匀得到第二混合溶液,其中,搅拌转速为500-700rpm,时间为30~45min;S145、待第二混合溶液稳定后向其中加入甲醛和醛固酮缓冲液,并搅拌形成脲-甲醛微胶囊,其中,搅拌转速为500-700rpm,时间为4~6h,温度为45~50℃;S146、将搅拌完成后的第二混合溶液冷却至环境温度,在真空环境下将微胶囊与溶液分离,并用去离子水洗涤以除去过量的溶剂,然后风干微胶囊,得到包裹功能化石墨烯丙烯酸浆料的自修复微胶囊,其中,所述洗涤次数为5~7次,风干时间为24~48h。
2.一种如权利要求1所述的用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层的制备方法,包括以下步骤:S100、制备特制环氧富锌防锈底漆;S200、制备环氧云铁中间漆;S300、制备石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆的;S400、将经由步骤S100制得的特制环氧富锌防锈底漆、由步骤S200制得的环氧云铁中间漆、和经由步骤S300制得的石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆在铁路桥梁钢结构上自内而外进行逐层喷涂,制得用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层;制备特制环氧富锌防锈底漆包括如下步骤:S110、将环氧树脂和树脂稀释剂进行搅拌混匀,分别加入分散润湿剂、消泡剂和增稠剂进行搅拌混匀,得到树脂混合物,其中,搅拌转速为850~900rpm,时间为20~35min;S120、向所述树脂混合物中依次加入锌粉、磷铁粉、防沉降剂、玻璃微珠以及增稠剂,并搅拌混匀,得到成膜组分,其中,搅拌转速为1300~1600rpm,时间为100~115min;且相邻原料的加入时间间隔为20min;S130、将固化剂和固化稀释剂进行搅拌混匀后,加入闪锈抑制剂进行搅拌混匀,得到固化组分;S140、制备自修复微胶囊;S150、将成膜组分、固化组分和自修复微胶囊投入搅拌釜中,低速搅拌20min,再加入消泡剂、防沉剂,中速搅拌20min,即得到特制环氧富锌防锈底漆。
3.根据权利要求2所述的用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层的制备方法,其特征在于,所述制备环氧云铁中间漆包括如下步骤:S210、首先制备得到4-甲基-5-(1-萘基)-2-氨基噻唑改性氧化石墨烯;S220、4-甲基-5-(1-萘基)-2-氨基噻唑改性氧化石墨烯和分散剂加入到双酚A环氧树脂并充分搅拌,得到均匀分散的改性氧化石墨烯/双酚A环氧树脂复合物,其中,搅拌转速为850~900rpm,时间为55~75min;S230、下调搅拌转速至550~600rpm,依次向改性氧化石墨烯/双酚A环氧树脂复合物中加入助溶剂、玻璃磷片以及云母氧化铁,搅拌55~75min后,再加入固化剂,调整搅拌转速至850~900rpm,搅拌65~85min即制备得到环氧云铁中间漆;所述制备4-甲基-5-(1-萘基)-2-氨基噻唑改性氧化石墨烯包括如下步骤:S211、将片状氧化石墨烯置于乙醇溶剂中进行超声分散,分散完成后,向氧化石墨烯乙醇悬浮液中加入三乙胺作为催化剂,随后将反应混合物置于冰浴中保存,得到第一混合溶剂,其中,超声波分散频率为95~120kHz,分散时间为35~65min,冰浴温度为4~-1℃;S212、将4-甲基-5-(1-萘基)-2-氨基噻唑置于N,N-二甲基甲酰胺溶剂中溶解,随后将其置于冰浴中,并保持反应温度在0~-4℃之间,得到第二混合溶剂;S213、将第一混合溶剂和第二混合溶剂相混合,制备得到第三混合溶剂,随后向第三混合溶剂中加入1-羟基苯并三唑与1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺,并在室温下连续搅拌10~12h,待反应完成后过滤;S214、先用N,N-二甲基甲酰胺对过滤物洗涤2~4次,随后再用去离子水洗涤2~4次;S215、将完成洗涤后的反应产物置于烤箱烘干,烘干温度为55~75℃,烘干程度为反应产物的湿度小于13%,即制备得到4-甲基-5-(1-萘基)-2-氨基噻唑改性氧化石墨烯。
4.根据权利要求2所述的用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层的制备方法,其特征在于,所述制备石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆包括如下步骤:S310、首先将石墨烯置于乙醇溶剂中进行超声分散,分散完成后,向石墨烯乙醇悬浮液中加入三乙胺作为催化剂,随后将反应混合物置于冰浴中保存,得到第一混合物料,其中,超声波分散频率为95~120 kHz,分散时间为35~65min,冰浴温度为4~-1℃;S320、将高羟丙烯酸聚氨酯树脂加入羟基丙烯酸分散体中,将去离子水、分散剂和钛白粉混合后搅拌均匀,并研磨至细度≤25μm,加入羟基丙烯酸分散体中搅拌均匀,配制成第二混合物料;S330、将第一混合物料和第二混合物料按照质量比1:8混合,并加入基材润湿剂、有机硅类消泡剂、催化剂和聚氨酯缔合型流变助剂再次搅拌均匀,即可制备得到石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆。