Page 85 - 2025年7月防腐蚀专辑

刘晓艺等：基于缓蚀剂负载型微纳米容器防腐涂层的研究进展

was prospected. Anticorrosive coating based on micro/nanocontainer loaded with corrosion
inhibitor played an important role in complex environments. It could effectively extend the
service life and enhance the corrosion resistance，which was an effective method to prevent
metal corrosion.
Key words：micro/nanocontainers；metal corrosion；anticorrosive coating；microcapsule；

porous microsphere

传统有机涂层主要通过物理阻隔作用阻止腐蚀 米管（HNT） 、二氧化 、介孔二氧化硅 、碳空心微
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性介质（如水和各种离子）与金属基材接触，实现对 球（CHS） 、二氧化钛 、 脱石（MMT） 和层状金属
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金属基材的防护。但涂层在涂装及使用过程中不可 氢氧化物（LDH） 等。
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免发生破损或出现微小裂纹，致使部分金属基材 Lu 等 制备封装有苯并三唑（BTA）的埃 石微
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暴露于腐蚀介质下，导致局部腐蚀的出现，造成金属 纳米容器（BTA@HNT）用于涂层 ，电化学阻抗谱
材料各方面性能下降。如果人为不断对破损涂层进 （EIS）分析结果显示，在 3. 5%NaCl 溶液中浸渍 2 d
行修复或更换，其工艺繁 且耗时耗力，同时微小裂 后，引入 BTA@HNT 微纳米容器涂层的低频阻抗模值
纹难以察觉以及细小部位难以修复的问题进一步加 比纯涂层高 3 个数量级。这是由于埃 石结构中的
大了修复难度。近年来，智能防腐涂层通过降低腐 氧化铝成分在酸性条件下容易解离，使得微纳米容
蚀速率，延长涂层的使用寿命，成为国内外防腐领域 器能通过酸响应释放BTA，从而在金属表面形成吸附
最重要的研究方向之一 。 性保护膜，阻止腐蚀介质进一步渗透。
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在有机涂层中添加缓蚀剂是一种有效提高有机 Gu 等 将 2-巯基苯并咪唑（2-MBI）负载到介
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涂层防腐能力的办法。缓蚀剂的添加既能降低涂层 孔氧化 颗粒（HMCe）中，并用 EE100 聚合物（甲
的渗透性，又能在涂层破损时发挥缓蚀剂的主动防 基丙烯酸−2-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸甲酯和甲
腐作用，可有效降低金属基材的腐蚀速率。但将缓 基丙烯酸正丁酯的阳离子共聚物）包封，得到 2-
蚀剂直接与基料混合，其释放速率不可控，导致在短 MBI@HMCe@EE100 容器。当涂层内小范围的 pH
时间内迅速消耗，同时两者相容性较差会破坏涂层 下降，EE100 中的碱性基团将与酸性环境中的氢离
致密性，反而降低防腐效果。微纳米容器化是解决 子发生中和反应，导致聚合物链之间的相互作用
这些问题的强有力手段，将缓蚀剂通过微胶 、中空 力减弱 ，EE100 聚合物外壳逐渐溶解 ，使暴露的
纤维和微 管网络等微纳米容器封装后再与基料混 HMCe 载体与缓蚀剂共同作用 。 结果表明 ，使用
合，这样既 免缓蚀剂与基料直接混合后产生的问 2-MBI@HMCe@EE100 的环氧涂层比单独加入 CeO 2
题，又在保持其高活性的同时实现可控释放。当包 颗粒或2-MBI的环氧涂层具有更好的防腐性。
含有缓蚀剂的微纳米容器材料受到环境刺激时，微 无机纳米容器具有以下缺点：（1）它与涂层之间
纳米容器将做出 敏的响应，并控制芯材的释放。 的相容性差，容易导致其在涂层中发生聚集；（2）无
缓蚀剂在金属表面形成 化膜隔离与外界环境的接 机纳米容器负载活性物质的能力相对较低，限制其
触，或者在腐蚀区域形成离子吸附层抑制电极反应， 在智能化涂层领域的应用。
从而减缓材料的腐蚀速率，延长缓蚀剂作用时间并 1. 2 有机微 器
提高涂层的防腐效率。
相较之下，有机微纳米容器原料来源丰富多样，
1 器 具备更出色的负载能力以及与聚合物基体的高度相
容性等，对有机涂料表现出较小的负面影响。通常，
根据形成微纳米容器材料的不同，微纳米容器 有机微纳米容器多以微胶 和多孔微球等形态
可分为无机微纳米容器、有机微纳米容器和无机-有 呈现。
机复合壳层微纳米容器。 1. 2. 1 合物微胶
1. 1 机微 器 传统的聚合物微胶 壳材选择包括脲醛（UF） 、
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目前被广泛研究的无机微纳米容器有埃 石纳 聚苯乙烯（PS） 、聚氨酯（PU） 、聚苯胺（PANI） 和
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