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金属腐蚀是生活和生产中的一种普遍存在的现象,这会显著降低金属材料的强度、塑性和韧性等力学性能,破坏金属构件的几何形状,增加零件间的磨损,恶化电学和光学等物理性能,缩短设备的使用寿命,甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。金属的涂层防腐是防止金属腐蚀的最有效的方法之一,而防腐涂层在使用过程中,会受到环境因素的影响,在涂层内部产生缺陷,加速金属表面涂层的剥离,进一步加剧金属的腐蚀。如何提高涂层的主动防腐性和自修复性,是金属涂层防腐研究中亟待解决的科学问题。本论文一方面研究如何提高涂层的主动防腐性,另一方面研究如何提高涂层的自修复性。全文以乳液聚合技术为基础,以实现金属防腐蚀为目的,制备了负载缓蚀剂或自修复剂的亚微米级的微球或微胶囊。内容包括通过反相微乳液聚合法制备负载缓蚀剂的中空介孔无机微球；采用多步乳液聚合法制备负载缓蚀剂的中空树莓型聚合物微球；采用反相细乳液界面聚合的方法制备负载缓蚀剂的中空偶氮聚脲微球；以及采用正相乳液的原位聚合法制备包覆自修复剂的聚脲甲醛微胶囊。主要研究内容及成果如下：一、通过反相微乳液聚合的方法,制备内部负载缓蚀剂苯并三氮唑(BTA)的中空介孔Si02微球(HSNs-M),其内壁用氢氧化镁沉淀封闭介孔通道。TEM和氮气吸附中BET的结果表明,此Si02微球的内部有空腔,其表面有介孔结构。BTA的实际负载率为287.17mg (BTA)/1g (HSNs-M)。紫外吸收光谱的结果表明,在腐蚀溶液中,HSNs-M对酸性的体系具有刺激响应释放。最后,将经过疏水化改性的HSNs-M掺入合成的SiOx/ZrOx的无机涂料中,其复合涂层的水接触角达到140°。通过交流阻抗谱法和Tafel曲线分析法对复合涂层的电化学性能进行研究,对比纯SiOx/ZrOx的无机涂层和掺杂BTA的SiOx/ZrOx的无机涂层的性能,其复合涂层在0.1M的NaCl溶液中,对铝的腐蚀抑制效率达到99.26%,几乎能完全阻止铝表面的腐蚀发生。二、采用多步乳液聚合的方法,制备亚微米级的中空树莓型微球。BTA被包覆在由甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸(MAA)共聚物组成的核里面。另外,在碱性溶液中,微球的核内(甲基)丙烯酸酯共聚部分,发生溶胀渗透作用,在核的表面会形成树莓型的PS壳。TEM. SEM和氮气吸附中BET的研究结果表明,此中空树莓型微球的内部有空腔,其表面有孔结构。由于中空树莓型微球形成的膜的水接触角达到122.3。,说明该微球具有比较好的疏水性。另外,通过FT-IR和元素分析的研究结果表明,BTA已经被包覆在中空树莓型微球中,BTA的实际负载率为19.66mg(BTA)/1g(polymer microspheres)。紫外吸收光谱的研究结果表明,在腐蚀溶液中,BTA的释放具有pH刺激响应性。通过线性伏安法、交流阻抗谱法和Tafel曲线分析法对复合涂层的电化学性能进行研究,树莓型结构以及包覆的BTA将赋予中空树莓型微球良好的防腐蚀性能。最后,将负载BTA的中空树莓型微球掺入聚氨酯膜中,涂覆在铜的表面,这种复合膜在酸性或碱性的溶液中能很好地抑制铜的腐蚀。三、以反相细乳液为基础,通过甲苯二异氰酸酯(TDI)和二胺类单体在界面上的加成聚合,制备中空聚脲微球。研究结果表明,BTA能有效的包覆在中空微球中,并且通过温度和紫外光的刺激,可以从微球中释放出来。此外,通过TEM的研究结果表明,得到的中空聚脲微球的尺寸在100-500nm之间。最后将负载缓蚀剂的中空微球掺入有机涂层中,通过交流阻抗谱法和Tafel曲线分析法对复合涂层的电化学性能进行研究,对比没有掺杂的纯有机涂层,负载缓蚀剂的中空微球能提高涂层的防腐蚀性能,特别是涂层受紫外光照处理后,其腐蚀抑制效率达到84.46%。四、采用原位聚合法,在水包油型的乳液中,制备包覆可紫外光固化的聚氨酯预聚体和光引发剂的混合物的聚脲甲醛(PUF)微胶囊。采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)进行分析,通过搅拌速度能够改变微胶囊的平均尺寸。当搅拌速度为600rpm时,微胶囊的产率和芯材包覆率分别为65.23wt%、97.52wt%。将包覆可光固化自修复剂的微胶囊埋置于水性聚氨酯的涂层中,研究结果表明,当涂层划伤时,自修复剂能够从破裂的微胶囊中释放出来,并流到损伤处,在紫外光的作用下固化成膜。通过交流阻抗谱法和Tafel曲线分析法对复合涂层的电化学性能进行研究,对比没有掺杂入微胶囊的涂层,无论涂层是否被划伤,复合涂层的防腐性能都比较好。