自預(yù)警涂層又稱自報警涂層，是指當(dāng)涂層發(fā)生損傷后能夠以某種信號及時傳遞出來的智能防護(hù)涂層。自預(yù)警涂層可以對初期腐蝕、損傷位點(diǎn)進(jìn)行自我預(yù)警與指示，便于工作人員采取一定方式對腐蝕進(jìn)行干預(yù)，從而大幅提升涂層的維護(hù)效率和服役年限，進(jìn)而避免因涂層失效、金屬腐蝕造成的事故。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《
2025-2029年中國自預(yù)警涂層行業(yè)市場供需現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢預(yù)測報告》顯示，自預(yù)警涂層具有對腐蝕自預(yù)警與指示功能，在腐蝕防護(hù)中具有極高應(yīng)用價值，可廣泛應(yīng)用在航空航天、文物保護(hù)、油氣管道、鐵路設(shè)施、海上平臺、工程機(jī)械、軍工武器裝備等領(lǐng)域。
金屬材料在先進(jìn)裝備制造業(yè)中發(fā)揮著重要作用，但金屬材料在高溫、高鹽、高濕、強(qiáng)輻射等服役環(huán)境作用下易發(fā)生腐蝕，嚴(yán)重威脅著設(shè)備的使用安全。我國每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)萬億元，由此來看，自預(yù)警涂層研發(fā)與應(yīng)用重要的意義。
自預(yù)警涂層是智能涂層重要發(fā)展方向之一，近年來備受科研界關(guān)注。我國自預(yù)警涂層相關(guān)研究機(jī)構(gòu)包括北京化工大學(xué)、北京石油化工學(xué)院、中國海洋大學(xué)、中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所等。
在中國水利水電科學(xué)研究院發(fā)布的《2023年度開放研究基金申請指南》中，重點(diǎn)支持內(nèi)容包括研發(fā)實(shí)現(xiàn)自預(yù)警功能的涂層材料、預(yù)警效果影響因素及自預(yù)警涂層材料的制備工藝等。隨著研究內(nèi)容深入、研究體系完善，自預(yù)警涂層發(fā)展速度隨之加快。
自預(yù)警涂層通常由涂層基質(zhì)、熒光分子組成，利用熒光分子對腐蝕、機(jī)械損傷等刺激的響應(yīng)來實(shí)現(xiàn)自預(yù)警功能。自預(yù)警涂層常見熒光分子有香豆素、熒光鎵、苯基熒光酮、8-羥基喹啉等，涂層基質(zhì)包括環(huán)氧樹脂、氟樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂等。
自預(yù)警涂層可以通過將熒光分子直接嵌入到涂層基質(zhì)中、將熒光分子包封在微納米容器中再添加到涂層基質(zhì)中兩種制備方法，常見微納米容器包括介孔二氧化硅、埃洛石納米管、分子篩、類雙層氫氧化物等。根據(jù)熒光分子與基質(zhì)結(jié)合方式不同，自預(yù)警涂層分為摻雜型、鍵合型兩種。
新思界
行業(yè)分析人士表示，腐蝕是航天航空、能源、機(jī)械裝備、海工裝備等領(lǐng)域常見問題，為保障以上裝備的安全性、可靠性，腐蝕防護(hù)至關(guān)重要，自預(yù)警涂層對腐蝕、機(jī)械損傷具有自預(yù)警功能，未來應(yīng)用潛力極大。目前自預(yù)警涂層研究正不斷深入、研究體系也不斷完善，未來將逐步實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
