Page 96 - 2025年7月防腐蚀专辑

孙 等：海洋环境智能防腐涂层：结构设计与响应机制

明旺 团 设计开发了一种基于 PU 的长效自 某种信号及时传递出来的智能防护涂层 。在腐蚀
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修复复合涂层 。首先利用 3-氨丙基三乙氧基硅 初期对涂层进行有效的定位及预 ，能大幅提升涂
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烷修饰正丙醇锆（TPOZ）以此来增强与水性聚氨酯 层的维护效率和服役年限，可有效 免因涂层失效
（WPU）之间的相容性，并基于缩合水解反应生成动 而造成的重大事故。因此，设计和开发具有自预
态可 键，从而赋予复合涂层优异的自修复能力。 性能的智能防腐涂层具有重要的实际应用价值。
接着将氨基修饰的 TPOZ（A-ZrO ）引入到甘氨 胺 涂层在腐蚀防护中的应用
2 1. 2. 2
修饰的 WPU 中（WPUG），得到具有优异自修复特 目前，在涂层中引入含有显色剂成分的填料或
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性的聚氨酯复合涂层（WPUG /A-ZrO ）。 由于 接枝变色基团实现涂层损伤预 是一个主流策略。
x
2
A-ZrO 的硬相作用和氢键网络的软相作用，赋予涂
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2 Li 等 将 2’-7’-二氯荧光素包覆在微胶 内制备自
层优异的自修复能力和力学性能，其自修复效率高 预 涂层。当涂层发生机械破损时，破裂的微胶
达 92. 58%，在高效腐蚀防护领域显示出良好的应 会释放荧光素，荧光素与聚合物基质反应，会引起从
用前景。 浅黄色到 红色的 颜色变化。
吉林大学孙 团 基于超分子作用力概 Liu 等 将菲 啉（Phen）作为 Q235 碳钢腐蚀响
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念 ，将醛基和氨基以物质的量比 1∶1 的方式将
应的指示剂，并将其封装进 MSN 纳米容器内部，制备
苯-1，3，5-三甲醛（BTC）和双氨基封端聚二甲基硅氧
腐蚀自预 智能防护涂层。在环氧涂层表面引入人
烷（NH -PDMS-NH）添加到含有二氧化硅的四氢呋
2 2 工缺陷，并浸泡在 3. 5%NaCl 溶液中，短短 5 min 内，
喃溶液中，最后喷涂在基底上得到具有自修复特性
就可以通过显著的 红色迅速预 出由涂层损坏引
的复合涂层 。由于 NH -PDMS-NH 具有氨基特性，
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2 2 起的电化学腐蚀。经过 120 min 后，缺陷处的红色
能与 BTC 发生 夫碱反应，生成具有高键能和动态 发明显，表明了其优异的自预 性能。Cheng 等 将
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共价键特性的亚胺键，因此赋予涂层良好的自修复 1，10-菲 啉−5-氨基负载在聚多巴胺修饰的 GO 纳
特性，尤其是低温自修复特性，为基底提供了良好的 米片上，并与热响应自修复特性的聚合物结合在一
防护。 起。结果表明，基于 GO 和聚多巴胺的光热特性，复
Diels-Alder 是一种典型的热响应可 反应 。 合涂层在近红外辐射下表现出快速的裂纹 合行
[20]
Barner-Kowollik 课题组利用 retro-Diels-Alder 反应设
为。此外，Phen-Fe 复合物表现出清晰的荧光 灭以
计了一种基于氰基二硫酯和环戊二烯的快速自修复
报 早期腐蚀现象。
涂层体系 [21-22] 。其中，Diels-Alder 反应可在 120 ℃下
北京科技大学马 等在 MSN 上负载单
在5 min内完成动态键/化学键的断裂与重组。此外，在
酸（TA-MSNs）以此作为功能填料赋予环氧涂层自修
涂层内部添加一定的增塑剂也有助于实现较为温和的
复和自预 性能 。当涂层发生破损缺陷时，TA 分
[28]
自修复过程。Postiglione 等 向含有三官能和双官能
[23]
子能够从涂层中释放出来，与 Fe 发生络合反应，生
3+
呋喃和双马来 亚胺的聚合物树脂中加入10%的甲苯
成一种蓝 色的保护膜，既可以预 早期腐蚀行为，
醇增塑剂，在 120 ℃加热 5 min，可实现 100 μm划痕的
又能在一定程度上抑制腐蚀反应，从而延长金属的
完全修复，体现了优异的热致驱动自修复性能。
服役周期。在环氧涂层中加入 5%TA-MSNs 时，其低
本征型自修复防腐涂层通常需要将损伤区域完
频阻抗值比纯环氧涂层的高 2个数量级，腐蚀防护能
全接触，才能发生有效的修复行为。因此，通常会引
力优异。
入柔性链段来保证聚合物基质的可移动性，但这会牺
聚苯胺（PANI）是一类具有明显 化和光热效应
牲涂层的力学性能。此外，在海洋苛刻环境中，光、热
的材料，可以赋予涂层智能效应 [29-30] 。当前，有学者
和磁等触发条件难以实现。因此，设计制备环境高适
在 PANI 本征自修复特性的基础上，在其表面接枝荧
应性本征型自修复腐蚀防护涂层以实现在海洋环境
光探针，从而使得聚合物涂层兼具修复和自预 性
中的实际应用具有重要研究意义和应用价值。 能。基于此，江南大学罗静 课题组在 PANI 微球
1. 2 自预 涂层 中封装 8-HQ 并引入到聚合物树脂中，成功制备了自
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1. 2. 1 涂层 预 自修复一体化智能防护涂层 。采用光聚合和
自预 涂层主要是指当涂层发生损伤后能够以 界面苯胺聚合相结合的方式成功制备了

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