目前涂層防護是解決鋁、鐵、銅等常見金屬腐蝕問題的重要手段之一，其中有機涂層因其對金屬具有優異的附著力、出色的阻隔性能、電絕緣性以及經濟負擔小等特點，在金屬防腐領域受到廣泛的認可。有機涂層對金屬保護作用取決于對 H₂O、O₂、Cl^-等腐蝕性物質的阻隔能力，然而有機涂層在交聯固化和長時間使用過程中易出現微缺陷，會直接導致腐蝕性離子滲入從而造成涂層防腐失效和金屬腐蝕。

為改善有機涂層防腐性能，目前可選擇在涂層中摻入填料或引入緩蝕劑等措施。常見的涂層填料如二氧化硅（SiO₂）、氧化石墨烯（GO）、六角氮化硼（HBN）、層狀氫氧化物（LDH）、金屬氧化物等，可在涂層缺陷中對腐蝕性物質形成阻隔，然而這些填料或多或少存在與涂層的相容性差、易聚集等問題，應用時還需經過復雜的分子修飾；在涂層中引入緩蝕劑可在涂層缺陷部位的金屬表面形成保護薄膜，但緩蝕劑的高溶解性以及不可控的釋放對涂層缺陷部位的防護有限。因此亟待開發可解決有機涂層缺陷的新策略。近些年來，金屬有機框架材料（MOFs）在有機涂層防腐領域逐漸興起。因MOFs具有較好的穩定性，且表面極性、晶體尺寸、孔徑大小、活性中心等參數皆可調控，使得MOFs可應用在許多不同性質的有機涂層當中（油性、水性等）。作為新型的涂層填料，MOFs 表現出獨特的優勢，首先MOFs可制備成與有機涂層相似的極性，其金屬陽離子中心和有機配體上的活性位點可參與涂層固化反應成為涂層的一部分，與涂層表現出良好的相容性；其次一些穩定性較好的MOFs在涂層缺陷中表現出良好的阻隔性，并且由于MOFs活性位點和晶體生長特性，在經修飾或復合其它材料后不僅可進一步強化MOFs材料對涂層缺陷的填充，還可實現更多的其他功能（如阻燃、超疏水、自預警等）；此外MOFs的穩定拓撲結構、多孔性、刺激性響應等特點，使其可作為負載緩蝕組分的優異容器，并在特定的條件下實現緩蝕分子的智能釋放，以達到涂層受損部位自動愈合的目的，MOFs豐富的種類對構建智能防腐涂層表現出較好的靈活性。

圖1 MOFs及其復合產物作為填料彌補涂層中的缺陷

MOFs作為填料分子提升涂層的阻隔性能一方面在于其參與涂層的固化反應從而增強涂層的交聯密度；另一方面在于穩定的填料分子在涂層微缺陷處直接形成阻隔，從而降低涂層的孔隙率。MOFs較為穩定的晶體結構以及眾多的活性位點，使得該材料在增強涂層的被動防腐性能方面具備一定的應用基礎。

此外，僅增強涂層的被動防腐性無法應對外部環境破壞下導致的涂層破損和防護失效的問題。MOFs可在特定條件下發生結構變化即刺激性響應，利用MOFs刺激性響應的特性，將其作為緩蝕組分的智能容器可賦予涂層具備主動的智能防腐性，以此可以很好的解決被動防腐中的局限性。MOFs的多孔性、高比表面積使其可作優異的緩蝕容器。在涂層受損時，MOFs接觸預先設定的響應條件（如 pH、光、Cl^-等）從而發生解離并釋放緩蝕組分，達到智能防腐的目的。

圖2  MOFs作為智能容器負載緩蝕劑在涂層中發生刺激性響應釋放緩蝕劑達到自愈合目的

隨著MOFs材料的不斷研發，其在有機涂層防腐領域的應用日益廣泛。總體而言，在有機涂層防腐領域MOFs可與多種材料結合產生協同防腐作用，最終在有機涂層中起到增強涂層被動阻隔性和賦予涂層主動防腐性的作用。目前 MOFs材料在有機涂層防腐中的報道多以主動、主被動一體為主，MOFs負載緩蝕劑后得到的涂層持續防腐性更加有效。但是多數研究中僅從宏觀防腐性能結合微觀表面形貌對防腐機理進行了解釋，而大多數緩蝕劑與MOFs作用機制及對 MOFs結構的影響仍比較模糊，缺乏系統性研究，并且在發生刺激性響應時MOFs結構變化與緩蝕的作用機理仍缺乏具體的研究。商業化的填料較MOFs而言成本較低，但在實現長效防腐方面仍有一定限制。MOFs作為防腐填料具有更好的疏水性、智能性，且MOFs在增強防腐性的同時還可兼顧預警、阻燃、高附著力等性能，這使得MOFs涂層可更適用于航空、化工等具有復雜腐蝕環境的領域。與此同時，MOFs在制備和智能釋放過程中仍會產生一定的有機廢料、重金屬，對環境造成沖擊，為構建綠色環保的MOFs涂層，還需要從材料制備工藝、選擇綠色緩蝕劑及負載方式等方面發展改進。此外，MOFs種類豐富，在有機涂層防腐領域中篩選適宜的MOFs用于增強涂層的防腐性在實驗中需要大量工作，因此受到一定的限制，現如今計算化學、人工智能等領域飛速發展，可以將這些領域中的技術手段應用于MOFs涂層耐腐蝕性的預測以及協助研究MOFs涂層更加確切的防腐機理。

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