在防腐领域,环氧树脂防腐复合涂层是防止金属腐蚀的优良材料。纯环氧树脂涂层脆性大,致密性低,抗机械冲击和热冲击性差。涂层在使用过程中不可避免地会被划伤,导致涂层的损坏和破裂。此外,涂层固化过程中有机分子的缩合和交联会影响涂层致密性,导致大量微孔、微裂纹等缺陷产生。这些缺陷会成为腐蚀性离子的扩散通道,从而导致涂层失效。因此,要进一步提高环氧涂料的长期防腐性能,应克服上述缺点。
本文结合国内外相关文献,介绍了纳米粒子改性环氧树脂防腐涂层、微/纳米容器改性环氧树脂防腐涂层、生物基材料改性环氧树脂防腐涂层这3种提高环氧树脂防腐性能的策略,综述了环氧树脂防腐复合涂层改性的研究进展。最后,展望了环氧树脂防腐复合涂层未来的发展方向。
纳米粒子、微/纳米容器、生物基材料均能够显著提高环氧树脂涂层的耐蚀性能。对于纳米粒子改性的环氧树脂防腐复合涂层,纳米材料的制造成本较高;基于微/纳米容器的环氧树脂自修复环氧防腐复合涂层可以不同程度地修复受损涂层,但缓蚀剂的作用只是在一定时间内抑制腐蚀反应,并不能完全修复涂层的物理屏蔽作用,大多数装载缓蚀剂的智能微/纳米容器的制备工艺复杂且要求苛刻,难以实现大规模工业化生产;相对于石油基原料,生物基材料可生物降解、具有成本效益、毒性更低且易于加工,制备出的生物基环氧树脂涂层可以有效地用于保护金属表面免受腐蚀。但其应用存在一定的缺陷,如腰果酚基环氧树脂由于其结构柔韧性而表现出较低的玻璃化转变温度,不适合用作独立的结构和工程材料。
环氧树脂防腐复合涂层是一种优良的金属防腐材料,广泛应用于航空航天、汽车、建筑、电子设备和生物医学等领域,但其防腐能力还存在一定的缺陷,未来需要在以下几个方面进行更深入和具体的研究:(1)未来可以开发出廉价的合成方法,可以采用共价和非共价结合的方法修饰纳米材料,提高其在环氧树脂中的分散性和相容性;(2)严格选择缓蚀剂类型,合理设计微/纳米容器,提高涂层的长期自修复能力,涂层的自愈效果可以通过模拟或实际使用环境中的长期腐蚀试验来评估,充分利用一些材料的结构特性(如LDHs对Cl−的敏感性)来减少复杂的表面改性或后处理步骤。未来可以将自修复与自预警功能相结合,实现涂层自预警与自修复功能一体化;(3)未来可以通过纳米技术与生物基环氧树脂的融合,提高生物基环氧防腐涂层的性能;(4)现阶段,制备的防腐涂层性能比较单一,未来可以探索出具有多功能化的防腐复合涂层,以便应用于实际情形,例如超疏水防腐涂层,自清洁防腐涂层等。
在防腐领域,环氧树脂防腐复合涂层是防止金属腐蚀的优良材料。环氧树脂涂层在金属和腐蚀性离子之间形成了屏障,但环氧树脂在固化期间,由于机械破裂和微孔的形成,防腐效果并不持久。本文介绍了纳米粒子改性环氧树脂防腐涂层、微/纳米容器改性环氧树脂防腐涂层、生物基材料改性环氧树脂防腐涂层这3种提高环氧树脂防腐性能的策略,综述了环氧树脂防腐复合涂层改性的研究进展,并展望了环氧树脂防腐复合涂层未来的发展方向,未来应该开发出兼具智能自预警与自修复、多功能化、成本效益的绿色环氧防腐复合涂层。