根據處理銹蝕的作用機理可以將帶銹涂料分為4種：滲透型低表面處理涂料、轉化型帶銹涂料、穩定型帶銹涂料、混合型帶銹涂料。其中，滲透型是利用成膜樹(shù)脂的高流動(dòng)性和強附著(zhù)力對銹蝕產(chǎn)物進(jìn)行包覆，使其成為涂層的一部分；轉化型和穩定型則是利用涂料中顏填料對銹蝕的溶解和螯合，將銹蝕轉化或形成穩定的化合物?；旌闲蛣t結合了以上幾種銹蝕處理方法的優(yōu)勢，在處理銹蝕的同時(shí)提高涂層的穩定性和耐腐蝕能力，是目前科技工作者研究的熱點(diǎn)方向。

（1）滲透型低表面處理涂料的作用機理與用途

銹蝕在鋼材上的產(chǎn)生是不均勻且不規則的，其表面形貌可以被認為是微納米孔蝕的集合?？紫吨g具有一定的表面張力，阻礙了基體樹(shù)脂的滲透和附著(zhù)，一方面會(huì )嚴重降低涂層的力學(xué)性能，另一方面，內部孔隙中的氧氣分子和水分子會(huì )導致銹蝕的拓展。Majumder等研究表明，當通道中填充適當表面張力和黏度的液體時(shí)，黏附性會(huì )顯著(zhù)增強。滲透型帶銹涂料本身不與基材鐵銹發(fā)生反應，其主要是利用成膜樹(shù)脂對基材的強滲透性和潤濕性，使其能夠達到銹蝕縫隙，將鐵銹等活性物質(zhì)封閉在惰性樹(shù)脂中，阻止銹蝕的擴展和繼續生成，同時(shí)增強涂料和基材的附著(zhù)力。綜上所述，滲透型帶銹涂料是一種典型的物理屏蔽涂料，銹層越薄，使用效果越好，工業(yè)上常用于銹蝕層較?。?amp;lt;40μm）的基材表面，應用限制較大，所以目前單純的滲透型帶銹涂料種類(lèi)較少，多以和轉化型、穩定型涂料相結合為主。

翁求松等運用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SBS）改性丙烯酸樹(shù)脂對低相對分子質(zhì)量雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行了改性，增加了環(huán)氧樹(shù)脂的流動(dòng)性，改性丙烯酸樹(shù)脂的加入能夠增加基體樹(shù)脂中羥基、羧基、環(huán)氧基等活性基團，活性基團含量的增加能夠顯著(zhù)增強基體樹(shù)脂對銹蝕的附著(zhù)力和包裹性，其耐中性鹽霧性達1 800 h，并可在20 min內進(jìn)行復涂，具有優(yōu)異的性能。向永華等提出了低黏度酚醛環(huán)氧樹(shù)脂和乙烯基改性環(huán)氧樹(shù)脂相結合的樹(shù)脂配比方案，低黏度酚醛樹(shù)脂賦予了樹(shù)脂良好的浸濕性和滲透性，以及優(yōu)異的耐熱性；乙烯基改性環(huán)氧樹(shù)脂能夠在對銹蝕進(jìn)行包覆的同時(shí)，對銹蝕進(jìn)行轉化，實(shí)現多重機理防銹的目的。Luo等提出銹蝕層可以看作是一種天然的微/納米銹蝕通道毛細管結構，構建了銹蝕層的毛細管結構模型，制備了有機聚氨酯樹(shù)脂（PU）/含氟聚合物（PF）復合涂料，由于可變形PF鏈的PU/PF涂層在毛細力作用下可以自發(fā)填入銹層中的微/納米通道，所以該復合涂料具有優(yōu)秀的滲透能力。

（2）轉化型低表面處理涂料的作用機理與用途

轉化型帶銹涂料是指利用涂料中轉銹劑的作用，將基材表面的銹蝕部分進(jìn)行轉化，形成對基體沒(méi)有損傷的含鐵物質(zhì)，以達到轉銹的目的。含鉻化合物和含鉛化合物具有良好的轉銹效果，但由于綠色環(huán)保、無(wú)毒無(wú)害的要求，已經(jīng)被大規模淘汰。目前常用的轉銹劑為磷酸、鞣酸、沒(méi)食子酸等酸性物質(zhì)，這些酸性物質(zhì)，一方面可以和鐵銹發(fā)生反應，溶解鐵銹，另一方面其中的磷酸根基團、多磷酸根基團、酚羥基基團等可以與鐵離子形成較為穩定的絡(luò )合物，防止鐵銹向基材的腐蝕。Giudice等最早研究了鞣酸類(lèi)物質(zhì)與銹蝕的反應，表明了鞣酸對銹蝕有良好的轉化作用。Collazo等構建了2種銹蝕環(huán)境來(lái)探究鞣酸-磷酸復合轉銹劑對銹蝕的轉化效率，研究結果表明，在低氯環(huán)境中（風(fēng)化循環(huán)條件），鞣酸-磷酸復合轉銹劑的加入對銹蝕轉化作用不明顯；而在高氯環(huán)境中（5%NaCl溶液中），鞣酸-磷酸復合轉銹劑的加入對于銹蝕轉化作用顯著(zhù)。Wang等探究了磷酸和沒(méi)食子酸在氯乙烯-丙烯酸乳液中共用對防銹性能的影響，實(shí)驗表明，磷酸和沒(méi)食子酸的共用可以發(fā)揮其協(xié)同效應，達到較好的銹蝕轉化水平，并且涂層的附著(zhù)性能也有一定的改善。

盡管單寧酸和磷酸等轉化型帶銹涂料在實(shí)際工況中較容易涂覆，但也存在許多問(wèn)題，如對環(huán)境不友好、耐水性和涂層附著(zhù)力差等。此外，Favre等發(fā)現鞣酸的濃度與轉化效果密切相關(guān)，過(guò)高或過(guò)低都達不到預期的效果。Almeida等發(fā)現，銹蝕轉化系統中的酸濃度對腐蝕效果有很大影響。Collazo等發(fā)現，如果磷酸在生銹轉化后仍然存在，它會(huì )滲透到基材內部，并導致內部金屬腐蝕，從而影響涂層的防腐效果。

（3）穩定型低表面處理涂料的作用機理與用途

穩定型帶銹涂料是指利用涂料中的成膜助劑與鐵銹的絡(luò )合作用，將鐵銹轉化為穩定致密的絡(luò )合物，從而達到轉銹的目的。穩定型帶銹涂料的成膜助劑相對轉化型帶銹涂料的成膜助劑來(lái)說(shuō)，酸性較弱，對基體內部的腐蝕危害較??；同時(shí)，穩定型帶銹涂料成本較低，附著(zhù)力較好，能夠滲入疏松的銹蝕層間，與鐵銹絡(luò )合或鰲合，使鐵銹鈍化失去活性或轉為穩態(tài)的四氧化三鐵，成為帶銹涂料中的填料。穩定型帶銹涂料對鋼材的表面處理要求較為寬松，對銹層厚度的要求不高，在銹蝕不均勻和銹蝕表面狀況差異較大的鋼結構表面都可以取得良好效果，其主要在于涂料中穩定型成膜助劑對銹蝕的較強錨定能力和附著(zhù)能力，對于多種不同的銹蝕成分均有較好的包裹和絡(luò )合效果。

常用的穩定型成膜助劑有鉻酸鹽、磷酸鹽和其他含有磷酸根、鉻酸根的物質(zhì)。鉻酸鹽和磷酸鹽可以水解產(chǎn)生相應的鉻酸根和磷酸根，其均可以和活性鐵銹進(jìn)行反應，生成雜多酸類(lèi)化合物，以達到穩銹的目的。傳統的鉻鉛復合防腐顏料具有良好的防腐性能，但由于其毒性高，容易對環(huán)境和人體健康造成危害，已逐漸被一些無(wú)毒、環(huán)保的顏料所取代。

目前最常用的穩定型成膜助劑為三聚磷酸鋁，三聚磷酸鋁是鋁離子和磷酸根離子形成的配位化合物，其分子中含有3個(gè)O=P鍵，2個(gè)HO—P鍵，其活性點(diǎn)的密度遠大于其他磷酸鹽，所以具有比磷酸鹽更強的螯合力和更強的鐵離子捕獲能力，除銹效率更高。三聚磷酸鋁的防銹機理為：首先三聚磷酸鋁的水解能夠解離出三聚磷酸根離子，其能與鐵形成較為穩定的螯合物；三聚磷酸根離子進(jìn)一步水解形成的正磷酸根離子，與鐵離子具有較強的結合效果（圖1）。Song等將三聚磷酸鋁與丙烯酸樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂復合，用于低碳鋼表面的防腐，顯示出良好的防腐效果，Sorensen等將三聚磷酸鋁與滑石和其他材料混合，以制備丙烯酸涂層，用于管道和鋼板的長(cháng)效防腐?？兹A英將三聚磷酸鋁與聚甲基丙烯酸甲酯微球結合，與環(huán)氧樹(shù)脂形成了一種優(yōu)異的防腐顏料，涂層表現出良好的耐腐蝕性。

但是，三聚磷酸鋁的含量過(guò)高會(huì )導致團聚和閃蝕，張亨指出三聚磷酸鋁具有一定的吸水性，會(huì )加速水分子的滲透，反而加速基材的腐蝕。李閃閃提出三聚磷酸鋁本身具有一定的酸性，其釋放的H+也會(huì )加速基體的腐蝕。傳統的單一含磷酸鹽穩定型成膜助劑已不能滿(mǎn)足日益提高的除銹和耐腐蝕要求，多種穩銹物質(zhì)的復配以及新物質(zhì)的發(fā)現成為目前新的研究思路。Feng等采用羥基乙叉二膦酸（HEDP）和單寧酸改性的三聚磷酸鋁作為成膜助劑，以苯乙烯丙烯酸乳液為成膜樹(shù)脂制備了水性防銹涂料。通過(guò)3種試劑的協(xié)同作用，提高了防銹轉化性能和耐腐蝕性，并利用HEDP和鞣酸對三聚磷酸鋁的靜電吸附作用，改善了三聚磷酸鋁的團聚問(wèn)題，從而改善了三聚磷酸鋁早期防銹性能缺失的缺點(diǎn)。

（4）混合型低表面處理涂料的作用機理與用途

隨著(zhù)帶銹涂料研究的深入，單一原理的帶銹涂裝已經(jīng)不能滿(mǎn)足更高的除銹、防腐要求，多種原理相結合的帶銹涂裝已經(jīng)成為目前研究的主要方向。王蛟等用含磷酸酯基團的氟硅改性丙烯酸樹(shù)脂，并通過(guò)添加三聚磷酸鋁、納米二氧化硅等物質(zhì)，成功制備了一種能夠應用在公路護欄涂裝的帶濕轉銹涂料，在150μm的厚度下，中性鹽霧試驗（NSS）能夠達到1 200 h。楊宇奇等研究了三聚磷酸鋁和磷酸、單寧酸、丁醇等物質(zhì)的復配對銹蝕轉化的影響，實(shí)驗表明，多種轉銹穩銹填料的添加，能夠顯著(zhù)增強對銹蝕的清除和轉化作用，達到較好的性能指標。陳鵬等利用三元乙丙樹(shù)脂、SBS樹(shù)脂以及環(huán)氧和雜環(huán)化合物的共聚反應，利用石墨烯作為防腐填料，制備了一種可以應用于海洋大氣環(huán)境中的帶濕帶銹涂料，在高腐蝕環(huán)境中其壽命一般為10~15 a，具有較高的性能水平。