Page 19 - 《精细化工》2022年第4期
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第 4 期 王吉星，等: 自修复防腐涂层的研究现状 ·655·
层修复次数的限制，另一方面则是相对于设计微纳 利用外界补充能量去实现聚合物的自愈合性能将失
米容器或者微胶囊，其制备过程更为简单，更具商 去自愈合的意义。所以在现有研究的基础上，设计
业化应用的可能性。但众所周知，聚合物链段的可 开发只简单依靠环境条件（如室温、光照）即可实
逆交联需要聚合物链具有一定的流动性，而此将影 现自修复的具有高机械强度的自愈合涂层将是未来
响聚合物的机械强度。为了保证聚合物的机械强度 研究的方向。
表 1 基于可逆共价键/非共价键涂层的修复率
Table 1 Self-healing efficiency of coatings based on reversible covalent bonds/non-covalent bonds
制备涂层单体 拉伸强度/MPa 修复效果 参考文献
异氟尔酮二异氰酸酯/7-环氧异吲哚-1,3(2H)-二酮/丙烯酸羟丙酯 3 120 ℃、5 s 修复率 100% [43]
聚四氢呋喃二醇/异氟尔酮二异氰酸酯/2,2'-二硫双乙醇 16 紫外光、40 s 修复率 88.9% [48]
聚乙烯醇-接枝-聚ε-己内酯/4,4'-亚甲基二苯基二异氰酸酯/聚四亚甲基醚 19.8 90 ℃、24 h 修复率 94% [51]
二醇/双(2-羟基乙基)二硫醚
环氧树脂 E51/聚醚胺 400/ 6-甲基异胞嘧啶 14.7±1.4 室温、修复率 99.7% [53]
糠胺/三乙胺/聚丙二醇 2000/异氟尔酮二异氰酸酯/1,4-丁二醇 37.11±1.89 120 ℃、4 h 修复率 91.6% [55]
2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶/4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷/聚碳酸酯二醇/甲 11.07 100 °C、36 h 修复率 92.3% [56]
基化 β-环糊精
4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)/聚丁二醇/香豆素 27 紫外光、40 min 修复率 92% [59]
盐酸多巴胺/糠硫醇/异佛尔酮异氰酸酯/聚丙二醇/1,4-丁二醇 32.5 120 ℃、2 h 修复率 92.54% [60]
1,4-苯二硼酸/N-羟甲基丙烯酰胺/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 0.368 室温、1 h 修复率 91% [67]
甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸正丁酯 4.6 室温、14 h 修复率 100% [68]
3 结束语与展望 涂层，不但可以解决涂层的降解问题，而且有助于
替换部分的化石材料，缓解能源危机问题。
在各种防腐措施中，有机涂层是应用最广泛的
一种，其成本占所有防腐支出的 2/3，因此，赋予有 参考文献：
机涂层以自修复的能力来延长其服役寿命具有重要 [1] ZHAO Z Y, BAI P K, MISRA R D K, et al. AlSi10Mg alloy
nanocomposites reinforced with aluminum-coated graphene:
的经济价值和现实意义。同时随着国家对环境保护 Selective laser melting, interfacial microstructure and property
重视程度的不断提高，油性涂层必将被水性涂层或 analysis[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2019, 792: 203-214.
[2] LI X G, ZHANG D W, LIU Z Y, et al. Materials science: Share
者不含溶剂的热熔涂层所取代。但目前国内研究较 corrosion data[J]. Nature, 2015, 527: 441-442.
多的自愈合有机涂层多为油性涂层，而对水性涂层 [3] HOU B R, LI X G, MA X M, et al. The cost of corrosion in
China[J/OL]. npj Materials Degradation, 2017. https://doi.org/10.
或者热熔涂层的研究较少，而水性涂层研究较少的
1038/s41529-017-0005-2.
主要原因是目前大多数的水性涂层耐腐性能较差。 [4] BOUMEZGANE O, SURIANO R, FEDEL M, et al. Self-healing
因此，未来在自愈合涂层的开发过程中需重点 epoxy coatings with microencapsulated ionic PDMS oligomers for
corrosion protection based on supramolecular acid-base
考虑以下几个方面：（1）将水性涂料或者热熔涂料 interactions[J]. Progress in Organic Coatings, 2022, 162: 106558.
作为研究对象，赋予其自修复的能力，考虑到绿色 [5] WHITE S R, SOTTOS N R, GEUBELLE P H, et al. Autonomic
healing of polymer composites[J]. Nature, 2001, 409: 794-797.
缓蚀剂的快速发展，基于缓蚀剂的自修复涂层具有 [6] ZHANG F, JU P F, PAN M Q, et al. Self-healing mechanisms in
广泛应用的可能性，可将缓蚀剂加入这类环保涂料 smart protective coatings: A review[J]. Corrosion Science, 2018,
144: 74-88.
中进行研究，但需要解决缓蚀剂与涂层的相容性以 [7] GHAFARI A, YOUSEFPOUR M, SHANAGHI A. Corrosion
及在涂层中的有效迁移问题；（2）为了保证涂层在 protection determine of ZrO 2/AA7057 nanocomposite coating with
inhibitor using a mathematical ranking methods[J]. Applied Surface
服役环境下的自修复能力，需要设计出在环境温度 Science, 2019, 465: 427-439.
下或者自然光照射下即可对其物理屏蔽性能进行修 [8] WIERZBICKA E, VAGHEFINAZARI B, LAMAKA S V, et al.
复的涂层，很多涂层的应用环境是水下环境，因此 Flash-PEO as an alternative to chromate conversion coatings for
corrosion protection of Mg alloy[J]. Corrosion Science, 2021, 180:
开发出水下环境中即可实现瞬时自修复的涂层更具 109189.
有应用价值；（3）任何自愈合涂层都存在着最终需 [9] HUNG H M, LINH D K, CHINH N T, et al. Improvement of the
corrosion protection of polypyrrole coating for CT3 mild steel with
要被替换的情况，而如何解决其降解问题将有助于 10-camphorsulfonic acid and molybdate as inhibitor dopants[J].
缓解环境压力，故可以考虑在进行非自主修复涂层 Progress in Organic Coatings, 2019, 131: 407-416.
[10] SAFFARZADE P, AMADEH A A, AGAHI N. Study of tribological
的设计中，引入生物质材料，设计出生物质自修复 and friction behavior of magnesium phosphate coating and
