金属腐蚀导致大量的锈蚀，使得金属材料过早失效，容易造成严重的安全隐患、环境污染和大量的经济损失。据估计，全球每年因金属腐蚀造成的损失超过2．0万亿美元。金属腐蚀问题遍及国民经济各个领域，比如能源、环境、交通、建筑、化工、海洋工程等。因此，有效保护金属具有重要意义。目前金属基体常见的保护方法主要有4种，分别是添加缓蚀剂、表面改性、基体表面贴合防腐涂层以及电化学等手段。其中，选用基体表面贴合的环氧树脂防腐涂层是最经济、实用、应用最广泛的方法。

1环氧树脂概述

环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的聚合物。由于分子结构含有环氧基和仲羟基活泼基团，其中环氧基可与氨基、羟基、羧基等发生开环反应，固化形成三维网状结构的聚合物；而仲羟基可与羟基、羧基、异氰酸酯、烷氧基等发生缩合反应进行环氧树脂功能改性。结构的可设计性使得基于环氧树脂的多功能材料被广泛研究。环氧树脂通常在液体环境下使用，经过常温固化或加热固化后才能够达到最终的使用要求。固化后的环氧树脂由于具备尺寸稳定、力学性能良好、电绝缘性能较高以及耐受性极强等特性，被广泛应用于有机功能涂料、电气绝缘材料、金属胶黏材料、建筑材料等相关领域。

2通过添加防腐填料来提高环氧树脂防腐蚀性能

2.1物理型防腐颜填料在水性环氧树脂涂料防腐蚀性中的应用

氧化石墨烯(GO)是石墨烯的一种衍生物，具有典型的准二维空间结构，以及较高的比表面能、良好的亲水性和机械性能，在大多数有机溶剂中具有很好的分散稳定性。以水性环氧树脂E44和石墨烯为基体和纳米填料，分别制备了增强防腐性能的复合涂层。SEM观察表明，石墨烯/环氧涂层表面无缺陷和微裂纹，内部微孔和微裂纹被石墨烯填充。实验结果表明，石墨烯的加入可以增强涂料的防腐性。将氧化石墨烯和磷酸盐类物质协同作用于WEP中，结果表明，复合填料的加入对改善涂层的耐蚀性和自愈性有积极的作用。2019年，以四氢呋喃为分散剂，2－甲基咪唑为催化固化剂，共混制得氧化石墨烯分散体系。将其与有机硅改性环氧树脂共混得到新型防腐涂料，复合涂料的防腐性能优于单一环氧树脂涂料。为了得到价廉质好的水性涂料，通过对颜填料与WEP的制备与防腐性能研究，发现向涂料中添加带有防腐性的颜填料，不仅能有效地提高涂层的防腐性能，而且能够很大程度上降低涂料的成本。

2.2反应型防腐颜填料在水性环氧树脂涂料防腐蚀性中的应用

工业中化学反应型防腐颜填料种类繁多，其中以三聚磷酸铝(ATP)为代表的磷酸盐在市场上占比较大。使用卡拉胶(KC)对ATP进行化学改性，得到具有良好水溶性的KC－ATP功能型填料，再将其应用到WEP中，研究表明所制备的复合防腐涂层性能良好。导电聚合物作为一种新型的高分子材料，具有可逆的氧化还原特性，在金属腐蚀防护领域具有潜在的应用前景。聚苯胺(PANI)具有良好的导电性、独特的掺杂工艺、耐点蚀性和良好的环境稳定性，在金属防腐领域得到了广泛的应用。大量研究表明，PANI能在钢表面形成钝化层，降低腐蚀速率，使腐蚀电位发生正移。聚苯胺在防腐中的应用包括单独的涂层和作为涂层系统中的底漆层。聚苯胺在腐蚀防护和实现“绿色”防腐方面具有替代铬酸盐等有毒金属的巨大潜力。以PANI为防腐填料，成功制备了绿色无污染的水性环氧复合防腐涂料，待其固化后，采用扫描电子显微镜、电化学阻抗谱等进行表征，试验结果表明，涂层表面均匀致密，附着力好，防腐性能明显提高。

3环氧树脂防腐涂料的发展方向

3.1水溶性环氧树脂防腐涂料

水溶性环氧树脂防腐涂料由于具有无毒无味、低VOC以及施工操作方便等优势，被称作“绿色涂料”。目前，制备方法主要包含机械法、相反转法、化学乳化法和固化剂乳化法等。水溶性环氧树脂防腐涂料具有无污染、安全无毒的优点，可以替代目前广泛使用的溶剂型涂料。通过三乙烯四胺与液体环氧树脂的加成反应、封端反应和成盐反应，合成一种新型的基于缩水甘油叔羧酸酯的环氧树脂自乳化固化剂。结果发现：两者质量比为3∶1时，固化后的环氧树脂膜的综合力学性能最佳。最佳质量比下，利用自乳化固化剂和环氧树脂制备的固化膜具有良好的热性能、韧性、附着力、硬度和耐腐蚀性。目前国内外对环氧树脂的水性化已经趋于成熟，特别是化学乳化法。因此寻找新型的固化剂或者采用先进的固化技术，如光固化等，从而改善水溶性环氧涂料的交联度，缩短固化时间，将是今后研究攻克的难题。

3.2溶剂型环氧树脂防腐涂料

无溶剂型环氧树脂防腐涂料是有机溶剂含量趋于零的一类新型环保材料，在管道领域具有较大的应用潜力。由于涂层无溶剂残留，使得涂层的针孔显著减少，耐腐蚀性能大幅度提高。此外无溶剂型环氧树脂防腐涂料既能够减少生产施工过程中对环境和人员的损害，又可以保证施工运输过程的安全。采用环氧树脂、固化剂、活性稀释剂、粉体与助剂制备电镀底材用无溶剂环氧树脂保护漆，并探究不同种类的原材料及其含量对环氧树脂保护漆性能的影响。

3.3水性丙烯酸防腐蚀涂料

水性丙烯酸涂料主要是以水为分散介质，由丙烯酸树脂以及其他填料和助剂混合而成。一系列的丙烯酸酯类单体可由烷基替代丙烯酸中羧基H原子而衍生出来，丙烯酸酯的单体不同，其性能也不同。水性丙烯酸防腐蚀涂料具有成膜性好、优异的耐候性、耐碱性和耐腐蚀等优点，是4种防腐蚀涂料中发展最迅速、应用最广泛的涂料。但由于其结构中存在亲水基团，导致涂料的吸水性高且易失光，因此需要进行改性以制备防腐蚀性能较优的涂料。水性丙烯酸防腐蚀涂料的改性研究集中于对丙烯酸树脂的改性、防腐蚀颜填料和助剂的应用以及水性丙烯酸乳液生产工艺改进等方面。

3.4高固体分涂料

固体分是指用来存留涂料的固化涂抹中组成成分。在大部分的溶剂型涂料中都含30%-40%的固体分，而在一些有机溶剂中体积固体分的含量甚至能达到60%以上。而高固体分涂料主要指的是在涂料中固体分的体积含量超过了60%或者固体分中的能够量含量超过了80%。富锌防腐涂料就是一种典型的高固体分涂料，该类型的防腐蚀涂料具有较强的耐高温性能。高固体分材料本身含有的挥发性成分非常少，而在高压工况下能够保持较好的渗透性，能在短时间内实现固化，涂层固化活表面致密性较好，表面比较光滑，而且能过承受较大的冲击，同时其抗流挂的性能也非常突出，该类型的防腐蚀涂料实际的施工工艺性能也比较优越。在汽车、石化储罐等行业的防腐蚀领域得到了非常广泛的应用。

结束语

近年来，防腐涂料的研究应用在节能环保方面的成绩显著，尤其是水性环氧树脂的防腐蚀性能得到了极大改善。在未来的研究中，水性环氧树脂防腐涂料可进一步通过添加功能性填料来提高其防腐蚀性，并朝着绿色、节约资源和高品质化方向发展，提高涂料水性化技术，并扩展新型防腐涂料的应用领域。