自修复防腐蚀涂层的类型及进展

自修复防腐蚀涂层的类型及进展

自修复防腐蚀涂层是一类先进特种功能化涂层，可实现涂层轻微破损的自动修复，为金属提供长效腐蚀防护性能。近年来，尽管自修复防腐蚀涂层在涂料领域的研究备受瞩目，但关于其细致的分类和深入的探讨仍显不足，这在一定程度上限制了对其性能和应用潜力的全面理解。本文讲述了自修复防腐蚀涂层的运作原理，阐述了其多样化的类型，回顾了该领域的研究成果。在肯定其实现涂层完整的持续性并显著提升防腐效能的同时，也指出了当前涂层存在的潜在缺陷，如自修复效率低、自修复条件要求高等。期望未来涂层技术的发展能有更大的突破。随着技术的不断进步，自修复防腐蚀涂层有望在汽车制造、海洋工程、水电核电等领域发挥更加重要的作用，为金属基材的长期、稳定防腐保护提供坚实保障，从而推动相关行业的可持续发展。

涂层技术作为金属基材表面保护和防腐的重要手段之一，已经广泛应用于人类生产生活的各个方面，并在众多工业和生活领域中发挥着至关重要的作用。涂层不仅能为物体表面增添美观的视觉效果，还能显著增强其耐磨性，并为其赋予独特的功能性。更为关键的是，它能有效隔绝金属基材与腐蚀介质的直接接触，从而大幅减缓或阻止腐蚀的进程。然而，随着防腐蚀涂层所面临的使用环境日益严酷和复杂，如高速飞行的气动冲击、高盐高湿的临海岛礁、风浪汹涌的远洋条件等，涂层承受的挑战也愈发艰巨。在这些极端环境下，撞击、磨损、紫外老化和腐蚀介质的侵蚀等多重因素容易导致涂层出现微小破损。这些难以察觉的微损伤，若未能得到及时修复，将会导致涂层防护能力的不可逆降低，进而造成腐蚀阻隔层失效，金属底材的腐蚀速度加快。特别是在实际应用中，限于检测手段和修复成本的双重制约，微小损伤往往难以被及时有效地修补，这大大增加了金属基材在恶劣环境下遭遇腐蚀的风险，并可能进一步演化为严重的结构问题和安全隐患。面对这一挑战，开发具备自动修复微损伤能力的功能性涂层便成为了科研工作者的重点研究方向。自修复防腐蚀涂层正是在这样的背景下诞生，它不仅保留了传统防腐蚀涂层的基本性能，还通过引入智能响应性结构或材料，使涂层具备了可实现自主修复细微损伤的能力。这种自修复功能极大地提高了涂层的耐久性，延长了其使用寿命，并且为金属基材在面对复杂严酷环境时提供了更加可靠和持久的保护。

自修复防腐蚀涂层的分类。尽管当前自修复涂层的研究主要还在实验室阶段，但已经涌现出几种不同类型的自修复涂层，根据自修复原理与结构的不同，这些研究成果大致可以分为两大类：一类是依赖外加修补性材料的自修复机制（外援型），另一类是基于涂层树脂自身固有性质的自修复机制（本征型）。

表 1 外援型自修复防腐蚀涂层与本征型自修复防腐蚀涂层的比较及优化措施

综上所述，如果将上述两类涂层的优点合二为一，可以开发出具有理想性能的自修复防腐蚀涂层。例如，制备具有动态共价键和非共价动态相互作用结构两种作用的功能化树脂，并在其中加入高效光热转换材料和包载缓蚀剂的微胶囊，可以实现受损涂层的多次自修复和

金属暴露处的即时缓蚀保护，为金属基材提供长效稳定保护，实现延长涂层腐蚀防护作用的效果。

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