Page 26 - 《精细化工》2023年第8期
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·1640· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷
应能力，不仅可提升涂层的防腐蚀性能，还可缩 度和更低的黏度，还具有活性更高的端氨基。端
短涂层的干燥固化时间。CHEN 等 [43] 以天然漆 氨基的引入大大缩短了天然漆固化干燥所需的时
（RL）、端氨基超支化聚硅氧烷（HPSi）和两亲 间，提高了天然漆涂层的机械性能；硅烷的引入
性调聚体（S-FP）为原料，通过溶胶-凝胶工艺制 则提高了天然漆涂层的柔韧性和抗菌能力，并保
备了杂化漆涂层（如图 2 所示）。结果表明，超支 留了优异的防腐蚀性能，相比于对照组，改性后
化聚硅氧烷不仅比线型聚硅氧烷具有更好的溶解 涂层的腐蚀电流密度降低了 4 个数量级。
图 2 杂化漆涂层的制备过程示意图 [43]
Fig. 2 Schematic diagram of preparation of hybrid lacquer coating [43]
综上可知，超支化聚硅氧烷可提升涂层在极端 和长期的自修复性能仍然是一个挑战。WANG 等 [44]
条件（如高温、原子氧等环境）下的防腐蚀性能， 以氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷、4,4'-亚甲基双
扩宽涂层的应用范围，且通过对端基的设计，可提 (环己基异氰酸酯)和间苯二甲醛为原料制得大分
升涂层的固化干燥时间，对实际施工带来便利。然 子聚硅氧烷（PDMS）长链，通过在 PDMS 长链中
而，现有超支化聚硅氧烷提高金属防腐蚀性能的研 掺杂含 Cu/Ag 的纳米填料制得了防腐涂层（PDMS-
究仅仅利用的是其良好的疏水性能和超支化结构带 Cu 2 O@Ag），其制备流程示意图如图 3 所示。Cu
来的致密性与反应能力，如何进一步在超支化聚硅 与基体涂层中的 N 形成金属配位键，不仅可增加
氧烷结构中设计防腐蚀性官能团，使超支化结构的 纳米填料与涂层之间的界面相容性，更能提高
优势更加完美地发挥，从而进一步提高并拓宽涂层 PDMS 链之间的交联度，增强涂层的致密性，因其
的极端防腐蚀性能还有待继续探究。 动态可逆过程赋予涂层自愈合性能，经过 7 次划痕
循环实验后，该涂层仍表现出高的低频阻抗模量
4 自修复聚硅氧烷对涂层防腐蚀性能的影响 3×10 Ω·cm ，说明其在多次磨损后仍具有良好的
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防腐蚀效果。此外，光热测试表明，金属配位键的
自修复性能是指涂层遭到破坏后具有自修复的
形成提高了光热性能，PDMS-Cu 2 O@Ag 涂层具有
功能，根据修复机理可分为本征型自修复和外援型自
优异的光热稳定性，这为长期自愈合性能提供了可
修复。前者是在外界刺激下依靠自身内部可逆化学键
能。除了通过额外添加金属纳米粒子形成配位键以
的转化实现自修复功能；后者需要在材料中引入具有 外，在分子链间产生可逆非共价键（如氢键）也是
自修复功能的载体（如胶囊），当基体表面破损时，胶 实现涂层自修复的一种常见手段，如利用氨基与异
囊内的修复剂即时释放、迁移到表面，快速响应，起 氰酸酯基反应生成脲基，从而在分子链间形成多点
到弥补破损结构的作用。金属遭受腐蚀时，其基体结 氢键。
构也在一定程度上有所破坏，引入自修复性能则可以 CUI 等 [45] 将双(3-氨基丙基)封端的聚硅氧烷和
在基体结构受到损坏时及时补救，达到二次使用的效 六亚甲基二异氰酸酯（HDI）反应，制备了 HDI 改
果，有效延长金属基体的耐腐蚀期限。 性 PDMS 涂层（PDMS-HDI），其反应过程如图 4 所
赋予涂层自修复性能是提高金属防腐寿命的 示。由于异氰酸酯基与氨基反应形成的脲基间可产
新策略，然而，如何实现防腐涂层稳定、多次循环 生多点氢键，实现了分子间可逆、可再生的作用力，
