根據(jù)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(zhuǎn)化型帶銹涂料、穩(wěn)定型帶銹涂料、混合型帶銹涂料。其中，滲透型是利用成膜樹脂的高流動性和強附著力對銹蝕產(chǎn)物進行包覆，使其成為涂層的一部分；轉(zhuǎn)化型和穩(wěn)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(zhuǎn)化或形成穩(wěn)定的化合物。混合型則結(jié)合了以上幾種銹蝕處理方法的優(yōu)勢，在處理銹蝕的同時提高涂層的穩(wěn)定性和耐腐蝕能力，是目前科技工作者研究的熱點方向。

（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(guī)則的，其表面形貌可以被認為是微納米孔蝕的集合。孔隙之間具有一定的表面張力，阻礙了基體樹脂的滲透和附著，一方面會嚴重降低涂層的力學性能，另一方面，內(nèi)部孔隙中的氧氣分子和水分子會導致銹蝕的拓展。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，黏附性會顯著增強。滲透型帶銹涂料本身不與基材鐵銹發(fā)生反應(yīng)，其主要是利用成膜樹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)封閉在惰性樹脂中，阻止銹蝕的擴展和繼續(xù)生成，同時增強涂料和基材的附著力。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)上常用于銹蝕層較薄（<40μm）的基材表面，應(yīng)用限制較大，所以目前單純的滲透型帶銹涂料種類較少，多以和轉(zhuǎn)化型、穩(wěn)定型涂料相結(jié)合為主。

翁求松等運用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SBS）改性丙烯酸樹脂對低相對分子質(zhì)量雙酚F型環(huán)氧樹脂進行了改性，增加了環(huán)氧樹脂的流動性，改性丙烯酸樹脂的加入能夠增加基體樹脂中羥基、羧基、環(huán)氧基等活性基團，活性基團含量的增加能夠顯著增強基體樹脂對銹蝕的附著力和包裹性，其耐中性鹽霧性達1 800 h，并可在20 min內(nèi)進行復涂，具有優(yōu)異的性能。向永華等提出了低黏度酚醛環(huán)氧樹脂和乙烯基改性環(huán)氧樹脂相結(jié)合的樹脂配比方案，低黏度酚醛樹脂賦予了樹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)氧樹脂能夠在對銹蝕進行包覆的同時，對銹蝕進行轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)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(jié)構(gòu)，構(gòu)建了銹蝕層的毛細管結(jié)構(gòu)模型，制備了有機聚氨酯樹脂（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(zhuǎn)化型低表面處理涂料的作用機理與用途

轉(zhuǎn)化型帶銹涂料是指利用涂料中轉(zhuǎn)銹劑的作用，將基材表面的銹蝕部分進行轉(zhuǎn)化，形成對基體沒有損傷的含鐵物質(zhì)，以達到轉(zhuǎn)銹的目的。含鉻化合物和含鉛化合物具有良好的轉(zhuǎn)銹效果，但由于綠色環(huán)保、無毒無害的要求，已經(jīng)被大規(guī)模淘汰。目前常用的轉(zhuǎn)銹劑為磷酸、鞣酸、沒食子酸等酸性物質(zhì)，這些酸性物質(zhì)，一方面可以和鐵銹發(fā)生反應(yīng)，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(wěn)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物質(zhì)與銹蝕的反應(yīng)，表明了鞣酸對銹蝕有良好的轉(zhuǎn)化作用。Collazo等構(gòu)建了2種銹蝕環(huán)境來探究鞣酸-磷酸復合轉(zhuǎn)銹劑對銹蝕的轉(zhuǎn)化效率，研究結(jié)果表明，在低氯環(huán)境中（風化循環(huán)條件），鞣酸-磷酸復合轉(zhuǎn)銹劑的加入對銹蝕轉(zhuǎn)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(zhuǎn)銹劑的加入對于銹蝕轉(zhuǎn)化作用顯著。Wang等探究了磷酸和沒食子酸在氯乙烯-丙烯酸乳液中共用對防銹性能的影響，實驗表明，磷酸和沒食子酸的共用可以發(fā)揮其協(xié)同效應(yīng)，達到較好的銹蝕轉(zhuǎn)化水平，并且涂層的附著性能也有一定的改善。

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

（3）穩(wěn)定型低表面處理涂料的作用機理與用途

穩(wěn)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(zhuǎn)化為穩(wěn)定致密的絡(luò)合物，從而達到轉(zhuǎn)銹的目的。穩(wěn)定型帶銹涂料的成膜助劑相對轉(zhuǎn)化型帶銹涂料的成膜助劑來說，酸性較弱，對基體內(nèi)部的腐蝕危害較小；同時，穩(wěn)定型帶銹涂料成本較低，附著力較好，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(zhuǎn)為穩(wěn)態(tài)的四氧化三鐵，成為帶銹涂料中的填料。穩(wěn)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(jié)構(gòu)表面都可以取得良好效果，其主要在于涂料中穩(wěn)定型成膜助劑對銹蝕的較強錨定能力和附著能力，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(wěn)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(yīng)的鉻酸根和磷酸根，其均可以和活性鐵銹進行反應(yīng)，生成雜多酸類化合物，以達到穩(wěn)銹的目的。傳統(tǒng)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，已逐漸被一些無毒、環(huán)保的顏料所取代。

目前最常用的穩(wěn)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O=P鍵，2個HO—P鍵，其活性點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(wěn)定的螯合物；三聚磷酸根離子進一步水解形成的正磷酸根離子，與鐵離子具有較強的結(jié)合效果（圖1）。Song等將三聚磷酸鋁與丙烯酸樹脂和環(huán)氧樹脂復合，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效防腐。孔華英將三聚磷酸鋁與聚甲基丙烯酸甲酯微球結(jié)合，與環(huán)氧樹脂形成了一種優(yōu)異的防腐顏料，涂層表現(xiàn)出良好的耐腐蝕性。

但是，三聚磷酸鋁的含量過高會導致團聚和閃蝕，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+也會加速基體的腐蝕。傳統(tǒng)的單一含磷酸鹽穩(wěn)定型成膜助劑已不能滿足日益提高的除銹和耐腐蝕要求，多種穩(wěn)銹物質(zhì)的復配以及新物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)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脂制備了水性防銹涂料。通過3種試劑的協(xié)同作用，提高了防銹轉(zhuǎn)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題，從而改善了三聚磷酸鋁早期防銹性能缺失的缺點。

（4）混合型低表面處理涂料的作用機理與用途

隨著帶銹涂料研究的深入，單一原理的帶銹涂裝已經(jīng)不能滿足更高的除銹、防腐要求，多種原理相結(jié)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脂，并通過添加三聚磷酸鋁、納米二氧化硅等物質(zhì)，成功制備了一種能夠應(yīng)用在公路護欄涂裝的帶濕轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化的影響，實驗表明，多種轉(zhuǎn)銹穩(wěn)銹填料的添加，能夠顯著增強對銹蝕的清除和轉(zhuǎn)化作用，達到較好的性能指標。陳鵬等利用三元乙丙樹脂、SBS樹脂以及環(huán)氧和雜環(huán)化合物的共聚反應(yīng)，利用石墨烯作為防腐填料，制備了一種可以應(yīng)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。