关键的外卖
腐蚀是昂贵的。无论你谈论的是故障成本、检查和维修成本，还是更换成本，这些成本总计达数十亿美元。据最新估计，2015年，腐蚀预计将给美国经济造成超过1万亿美元的损失。这就是为什么涂料常用于金属和非金属基板为了防止材料恶化由于腐蚀的电化学和化学反应。由于监管要求的变化以及苛刻的工作环境，不断需要开发耐用、经济、安全和环保的新型涂料。
涂料生产商一直在不断努力开发新产品，以应对这些挑战。目前的发展趋势与先进的无磷表面预处理，发展硅烷， 和纳米粒子涂层系统。(硅烷在防腐薄膜的科学．）冷喷技术也在发展，以取代热喷涂用于提高表面强度和防腐蚀。聪明的涂料在开发的情况下，可以感受到腐蚀性物种的pH并释放抗腐蚀性化学品，并正在开发攻击。
腐蚀防护参数
的腐蚀保护涂层的提供通常是根据以下参数来评估的:
良好的准备程序表面清洗调理对于确保不同涂层与基材表面的强附着力是必不可少的。
水性涂料
水性涂料正在越来越多地取代一些溶剂型涂料，因为它们更安全，更环保。他们通常被称为转化膜产品。最近的环境法规也授权申请低VOC.涂料。粉末涂料和光固化涂料也将满足监管机构的要求。其他产品包括thin陶瓷用于保护腐蚀性化学品和磨损的油漆产品。
除了开发新的涂层以减少表面退化，专家们还专注于改善基材表面清洁和预处理工艺。采用钛、钒、硅和锆基化合物配合聚合物改善了预处理效果。许多汽车制造商已经成功地取代了他们使用的一些预处理工艺磷化锌通过使用带有锆化合物纳米颗粒的陶瓷产品以及许多其他更环保的有机材料进行预处理。
牺牲保护的发展
在一些情况下，可以通过与腐蚀性物种的反应连续消耗涂层。当涂层充当一个牺牲阳极，就像钢上的锌层一样，可以通过尝试锌铝和锌镁合金作为涂层来达到改善效果。同样，无机和有机树脂基、富锌镁涂料和涂料也已开发和测试，以保护钢和其他金属基体。
屏障涂料的发展
许多有机涂料为腐蚀性物质提供一个强有力的屏障，并防止离子从腐蚀性物质转移到底物。在这些barrier-type聚合物涂料，应用于金属基板，渗透率成为关键问题，因为假期(一种缺陷)，夹杂物涂层的损坏会产生腐蚀物质到达基材和涂层的通道局部腐蚀就可以开始了。
为了延长腐蚀物质的扩散路径，颜料用板状薄片的形状加入到有机涂层中。云母以及玻璃薄片是为此目的而添加的。颜料薄片的取向应与基材表面平行。这些必须完全兼容树脂在涂料中也使用。Montmorillonite（膨润土主要由蒙脱石组成)和其他层状粘土片添加到聚合物树脂中，以创建一个强大的防护屏障，防止常见的腐蚀物质，如腐蚀性气体、氧气和水分子。
缓蚀剂涂料的研究进展
用于保护金属免受腐蚀，主要是铅和铬酸盐基的腐蚀，抑制剂已被广泛使用引物在过去。然而，由于监管限制，正在开发新的腐蚀抑制剂并测试各种应用。含有硅酸盐，磷酸盐和钼酸盐的腐蚀抑制剂已用于显着的量以替代铬酸盐和铅。
热Nano-Spray涂料
已经采用碳化钨/钴（WC / CO）热喷涂涂层，用于设备和部件表面的腐蚀保护数十年。近年来，研究人员正致力于努力开发纳米材料和喷涂过程，以存放纳米结构复合材料陶瓷用衬底上金属。纳米粒子涂层的优点包括高腐蚀保护以及磨损保护，而保留了好的优势断裂韧性．纳米结构的WC/Co颗粒在实验室中被加工晶粒生长抑制剂以及合金化添加并用作热喷涂原料。
工业纳米结构颗粒涂料
机器部件需要有效的表面处理，以使它们能够在各种腐蚀性环境下工作。纳米颗粒在某些情况下不能用于热喷涂，因为它们的质量很低。它们不能直接在高速气流中携带，以均匀地沉积在组分表面上。
一些方法已经专利用于将纳米颗粒转化为球形颗粒，并在飞行中再现较小的纳米颗粒，因为它们更接近表面。这些纳米涂层显示器更高键的强度、耐腐蚀、韧性、耐磨性强。用于腐蚀和磨损保护的纳米颗粒原料包括碳化钨/钴(WC/Co)和氧化铝/氧化钛(Al)2O3./ TiO.2）.后者正在被美国海军和民用应用程序使用。
用智能涂料取代六价铬
尽管有健康和安全问题，六价铬一直是金属工业用来腐蚀保护的流行成分。但今天的安全，健康和环境因素禁止使用六价铬。研究人员现在用多功能和多功能和替代被动障碍涂层智能纳米粒子涂料，这可以感测腐蚀介质并释放抗腐蚀性成分。一些纳米结构颗粒涂层可以愈合损坏的涂层，从而确保保护继续有效和耐用。（进一步阅读：智能涂层和纳米技术的优点进行防腐蚀．）
智能纳米粒子涂层执行许多基本功能，将确保腐蚀传感和修复能力。这些粒子能够感知外部刺激并对其作出反应，例如pH值的降低、涂层完整性的变化或腐蚀电位的变化。多层涂层中的纳米结构粒子在其完整的结构中发生反应，触发愈合过程。
研究人员现在已经设计了涂料层层沉积的先进技术，用于腐蚀保护和磨损保护。在该方法中，腐蚀抑制剂和聚电解质沉积在预处理的基材上。
在德国,来自Max Planck胶体和界面的科学家声明他们的高级涂层基于聚电解质，对腐蚀性介质的pH值敏感。它们被夹在聚合物纳米结构网络中的抑制剂中。这些先进的涂料显示自愈具有金属基材(如用于飞机的铝合金)的持久防腐蚀性能。
该技术在汽车、海事和油气管道等领域具有潜在的应用前景。这一先进的系统不仅可以作为腐蚀介质的屏障，还可以感知腐蚀反应引起的多层涂层内部结构的变化，并对这些变化作出反应，以修复损伤和防止进一步的损伤。聚电解质的流动性提供了自修复能力。
所用的方法是基板（铝合金）表面的超声波预处理，并精确地沉积相对带电纳米颗粒的抑制剂的层和厚度小于5至10纳米的聚电解质。这些智能多层涂料提供钝化具有自愈特性和pH缓冲。
冷喷涂
冷喷涂使用惰性气体的高速喷射来加速喷向基材的细粉防腐蚀材料颗粒。粒子可塑性变形温度低于金属的熔化温度。这种技术适用于各种金属、复合和其他粉末，如陶瓷粉末，通过将粉末加速到非常高的速度（500至900m / s）来到金属基材。在冲击到基板表面时，粉末状颗粒容易变形并粘附到表面上以产生与基材的强键。另外的颗粒继续撞击固体表面，从而形成厚的涂层。
耐腐蚀和耐磨粉末的各种组合可用于该技术中的给定基板。复合冷涂层已应用于钢，铜和铝的合金。添加到粉末中的一些延性内容物使必要的塑性变形过程能够。
为了进一步提高金属和复合材料的耐蚀性和其他基本功能性能，冷喷涂工艺得到了发展。已经观察到，常规热喷涂技术导致涂层的功能性能低于母材所显示的性能。由于夹杂物、飞行中的氧化以及高温下的重熔，热过程可能会受到影响，从而导致早期腐蚀恶化的开始相互连接的孔隙度．冷喷涂可以产生与母材性能相近的有效涂层。研究表明，腐蚀和耐磨材料，如碳化钨可冷喷涂于各种材料表面。
冷喷涂产生的涂层具有孔隙率极低和孔隙率较高的优点硬度与热喷涂相比。它们确保了颗粒的更强的基材粘附和内聚力，形成更难的表面。相对较薄的冷喷涂可以与厚度的热喷涂涂层一样有效，用于提供腐蚀保护和耐磨性。此外，这种新方法非常方便原位工作和修复以及维护。该方法已经尝试用于腐蚀保护和敏感材料等镁和铝合金的腐蚀。现在，硬铬沉积过程现在被WC-CO粉末的冷喷雾所取代。由于审美优势，冷喷雾具有高架建筑应用的潜力。它也有医疗应用。
铝合金冷喷涂防腐涂料在石油化工和石油天然气工业中具有潜在的应用前景。钛、铌和镍合金也可用作防腐冷喷涂。耐腐蚀的铝锡合金涂层可用于汽车和航空航天领域的无铅轴承和部件。美国军方已经尝试了以下几种冷喷雾:
- 在钢和铝基体上镀镍
- 钽在铝
- 军事避难所门框上的铝 - 锌和铜锡
- 高海拔地区电磁干扰屏蔽（其他过程不太可行）
- 用于屏蔽电子信号的逃逸
- 用无多孔铝复合材料涂料密封接头
- 用于弹药箱的耐磨涂层
- 用于桅杆支架的恢复
- 用于武器系统
- 用于传输外壳
- 用于直升机环林维修
冷喷工艺导致高布氏硬度涂层含氧量低。它可以在复杂的几何形状上形成，只需简单的排列。
聚合物涂料中的纳米颗粒
纳米技术正在帮助涂料行业生产更高效、更环保的产品。在树脂中加入纳米颗粒有助于显著提高耐腐蚀性。与传统颜料相比，涂层表面额外的纳米颗粒具有更大的表面活性，有助于吸收更多的树脂。粘土作为纳米颗粒，显著增强了基材的防腐保护。
二氧化钛(TiO2）纳米粒子分散在环氧树脂体系基体中，减少腐蚀磨损摩擦学的滑动和滚动磨损。然而，在许多情况下，需要稳定剂来改善相容性和减少与其他组分的化学反应公式．(在本文中了解更多关于使用二氧化钛的信息预防二氧化钛腐蚀的3个真理．）
纳米填料还可以改善:
- 抗划伤
- 热稳定性
- 抗辐射抗性
- 保护磨蚀性劣化
由于它们的低渗透性，它们也减少了水分的进入。
纳米粒子涂料的应用
聚合物涂料中分散有粘土纳米颗粒，当应用于冷轧钢，提供比任何正常的更有效的耐腐蚀性环氧树脂涂层．这些纳米粒子分散涂层在桥梁和其他室外结构上的成功现场试验通常暴露在恶劣的工作环境中。
由埃洛石粘土，锌，二氧化硅纳米粒子分散的环氧涂料2和菲2O3.在室温固化的钢表面上进行了成功的试验。盐溶液浸没测试在涂层试验项目上进行。明确建立了这些纳米颗粒对涂层钢表面腐蚀保护的有益效果。涂料的更好微观结构改善了涂层的机械性能以及耐腐蚀性。
氧化锌已经在汽车行业的涂料上尝试过纳米粒子。氧化锌纳米颗粒的这种分散体可以吸收紫外线并停止其在内层反应，从而保护涂层并改善保护的寿命。对于汽车涂层生产商，这降低了维修和维修费用。
涂层在紫外线照射下会氧化，最终导致剥落，削弱了防护屏障。在气候条件的变化和暴露在腐蚀性物质中，涂层不能提供稳定的保护。氧化锌纳米粒子能迅速吸收紫外线，防止涂层变质。
涂料生产商已经开始开展技术合作，开发和部署纳米技术用于防腐涂料应用。无锌薄膜卷材涂料的基础二氧化硅是这种合作的结果。
以氧化铈为基础的涂料已经开发出来供飞机生产商使用。铈基涂层在用于制造飞机的铝合金上具有良好的附着力。在通常的表面制备方法后沉积了氢氧化铈和氧化铈相，取代了传统的表面制备方法铬酸盐涂层这在一些地方是受到规定限制的。
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