表面涂覆防腐涂層是延緩基材腐蝕的有效措施，但由于外部因素和內部因素的綜合作用，涂層表面難免會出現磨損、劃痕和微裂紋等。涂層的微裂紋容易加速基材腐蝕，進而導致涂層的大面積失效，大大縮短涂層的保護壽命。自修復防腐涂層因能主動修復微裂紋，延長涂層的保護壽命，受到業界廣泛關注。

針對石墨烯在自修復防腐涂層中的應用，根據不同的自修復機理，分別有外援型自修復防腐涂層和本征型自修復防腐涂層。

1外援型自修復防腐涂層

外援型自修復防腐涂層是指在涂層基體中引入外加含有修復劑或緩蝕劑的微膠囊、碳納米管、液芯纖維、納米粒子等來實現自修復功能的防腐涂層。該方法需要預先將修復劑或緩蝕劑埋植于基體中,當材料受損后，在溫度、壓力、pH等外界刺激下，損傷區域的修復劑或緩蝕劑釋放，涂層實現自修復或防腐功能。外援型自修復體系在石墨烯基自修復防腐涂層領域的應用主要分為微納米膠囊/纖維填充型和石墨烯片層負載型。

1.1微納米膠囊/纖維填充型

該方法是將含有修復劑的微膠囊預先埋植于涂層中，當涂層受到破壞時，膠囊破裂并釋放修復劑，使之發生交聯固化反應，實現涂層的自修復功能。目前常用于制作微膠囊的材料主要為聚脲甲醛、聚氨酯、聚脲和聚苯乙烯等聚合物，但制作微膠囊的材料存在合成步驟繁瑣、聚合物殼層力學性能差、微膠囊阻隔性差以及殼層較厚(1～10 mm)導致負載量偏低等問題。

1.2石墨烯片層負載型

與微納米膠囊/纖維填充型自修復體系不同，石墨烯片層負載型自修復體系是在涂料體系中引入緩蝕劑來提高涂層破壞后對金屬的保護性能，從而實現涂層功能上的自修復。該方法利用氧化石墨烯中的含氧官能團作為活性基團，與一種或多種具有緩蝕功能的物質進行作用(物理吸附、π-π堆積、氫鍵、共價鍵作用等)，形成石墨烯負載緩蝕體系。該體系不僅能夠提高石墨烯在涂層體系中的分散性，更加有效利用石墨烯的阻隔性，使涂層具有良好的耐腐蝕性，而且當涂層破壞后，石墨烯作為納米容器，能夠減緩緩蝕劑的釋放速率，長久而有效地在破壞處形成保護層，實現涂層的長期保護性能。

2本征型自修復防腐涂層

本征型自修復材料是指不需要植入特制的空心纖維/微膠囊、催化劑和修復單體，利用聚合物分子間的非共價鍵作用(如：氫鍵、離子鍵、π-π堆積等) 和共價鍵作用(如：Diels—Alder反應、二硫鍵作用等，在受損處實現多次修復。該方法不存在修復劑易消耗和催化劑失活等問題，極具研發前景和應用價值。但本征型自修復材料通常存在力學性能差、自修復時間長等缺點，影響其進一步應用。石墨烯具有優異的力學特性，有利于提高自修復材料的機械性能。

目前石墨烯基自修復防腐涂層尚處于研發起步階段，絕大部分研究成果集中在石墨烯片層負載緩蝕劑復合涂層。在利用石墨烯優異的阻隔性能以提高涂層耐腐蝕性的同時，進一步利用緩蝕劑實現涂層功能上的自修復性能。雖然緩蝕劑能夠在一定程度上減緩金屬腐蝕，但其對金屬的保護作用有限，如何達到涂層材料的自我修復并實現大規模的應用仍然是行業亟待解決的問題。

摘錄自PAINT＆COATINGS INDUSTRY第51卷第5期，如有侵權請告知刪除。