技术前沿丨新型Zn3(PO4)2/BTA@SiO2杂化体系增强水性环氧涂料的主动防护性能

一种结合磷酸锌和pH响应型BTA负载二氧化硅微容器的新型杂化腐蚀抑制体系，显著提升了水性环氧涂料的性能和自修复能力，在海洋环境中具有广阔的应用前景。

水性环氧涂层因树脂本身具有亲水性，且传统磷酸锌（ZnP）缓蚀剂效率有限，难以实现高效防腐。本研究表明，采用壳聚糖包覆封装的苯并三氮唑介孔二氧化硅微容器（CTS@BTA@MSP）部分替代磷酸锌，可显著增强涂层的主动防护性能。研究人员通过溶胶–凝胶包封工艺，制备了活性颜料体积分数分别为 0.5 vol% 和 1 vol% 的两种杂化体系，并与硫酸钡按 1:1、1:2、2:1 比例复配。

电化学阻抗谱（EIS）结果显示：含 0.5 vol% 活性颜料的 Z1S2 涂层体系表现最优，浸泡 20 天后阻抗值达到 2.03×10⁷ Ω·cm²，而对比样仅为 3.13×10⁶ Ω·cm²。

盐雾试验与 pH 响应测试进一步验证了该结论：杂化涂层自修复性能显著提升，尤其在 pH=11 条件下效果突出。

海洋应用性能提升

FTIR、SEM/EDX 分析表明，钢材表面形成了由吸附BTA膜、磷酸盐层、BTA-锌/铁配合物螯合物以及氧化锌/氢氧化锌相组成的复合缓蚀膜。

ZnP 与 CTS@BTA@MSP 以 1:2 比例复配，表现出明显协同效应，同时提升了涂层的耐腐蚀性与自修复能力。该杂化体系在中性及碱性环境下性能优异，特别适用于海洋环境。

来源：Udoh, I. & Dam-Johansen, K. 新型Zn₃(PO₄)₂/BTA@SiO₂缓蚀体系在水性环氧涂层中协同增强主动防护性能研究。《Progress in Organic Coatings》, 109904 (2025).