二氧化硅是最復(fù)雜和最豐富的材料家族之一，作為合成產(chǎn)品和多種礦物質(zhì)的化合物存在。第一個商業(yè)級表面改性二氧化硅納米粒子于2002年投入市場，通過改性溶膠-凝膠工藝引入環(huán)氧樹脂中，具有非常窄的粒度分布?；w表面生成了許多Metal-O-Si鍵，不僅增加了良好的物理阻隔效果，而且提高了涂層與基體之間的附著力。二氧化硅具有固有的強(qiáng)硬度和耐化學(xué)品性和變質(zhì)特性，使得納米硅涂料中的顆粒，以改善各種性能，例如模量、剛度、韌性、抗劃傷性和防腐性。人們分別在純環(huán)氧樹脂和 130 nm SiO?2 /epoxy 涂層的表面施加 0.5 kg 的載荷，結(jié)果表明，與 SiO?2?/epoxy 涂層相比，環(huán)氧涂層的壓痕明顯大，硬度有所提高近 40%。維氏硬度的提高可能是由于納米SiO?2進(jìn)入涂層的強(qiáng)硬度顯著影響了形貌，區(qū)域粗糙度參數(shù)S?a從16到329納米。這進(jìn)一步影響了WCA的表面疏水性從84.6°到94.2°。受表面粗糙度影響的疏水性可能是由于表面和水滴之間的滯留空氣，這可以通過創(chuàng)建微/納米結(jié)構(gòu)來最小化接觸面積。改進(jìn)的疏水性導(dǎo)致納米硅環(huán)氧樹脂涂層具有增強(qiáng)的防腐效果。

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涂層的疏水性在防腐中起著關(guān)鍵作用，因此改性納米硅使納米涂層具有超疏水性并改善相容性，可以顯著提高納米涂層的耐腐蝕性。比較了不同納米硅基涂層系統(tǒng)的性能，例如電沉積低聚苯胺改性二氧化硅環(huán)氧樹脂涂層 (EM-SiO?2?) 和電沉積純二氧化硅涂層環(huán)氧樹脂 (E-SiO?2?)。EM-SiO?2涂層表現(xiàn)出超疏水性，WCA為 167°，而 E-SiO?2表現(xiàn)出疏水性，WCA 為 143.5° 。超疏水性可以有效地抑制腐蝕介質(zhì)的擴(kuò)散，因此與E-SiO?2相比，EM-SiO?2涂層表現(xiàn)出更好的防腐蝕性能。人們還比較了EM-SiO?2與溶膠-凝膠低聚苯胺改性二氧化硅/環(huán)氧涂層（M-SiO?2）的性能，其中EM-SiO?2表現(xiàn)出更好的疏水性和防腐性能。這可能是由于大多數(shù)通過溶膠-凝膠法獲得的二氧化硅涂層表面粗糙度較低，嚴(yán)重限制了涂層的厚度，因此預(yù)處理涂層的物理屏障較弱。

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常規(guī)涂層一旦損壞就沒有保護(hù)作用，保護(hù)只持續(xù)到第一次損壞。自修復(fù)涂層具有自身或在一些外部刺激下修復(fù)持續(xù)損傷的內(nèi)部能力，由于其為金屬表面的劃痕提供反饋主動修復(fù)能力以提供長期保護(hù)，因此正處于發(fā)展趨勢。將全氟辛基三乙氧基硅烷-脲-甲醛（POT-UF）殼、乙醇胺-聚苯乙烯（ETA-PS）殼或二乙醇胺-聚苯乙烯（DEA-PS）殼等自修復(fù)微膠囊引入改性納米二氧化硅環(huán)氧樹脂納米涂層的小組報告了提高涂層的防腐性能。在所有三個系統(tǒng)中，POT-UF殼微膠囊由于擴(kuò)散路徑長度的增加以及涂層的透氧性降低而表現(xiàn)出最好的防腐蝕效果。其他方法，例如使用納米容器、自修復(fù)添加劑、逐層沉積等也可以獲得自修復(fù)納米涂層。疏水涂層不穩(wěn)定，容易失去抗水能力。因此，結(jié)合超親水行為的自修復(fù)涂層由于其長期保護(hù)性能而很有前景。

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