钢、铁以及铝是现代生产和生活中常用的金属材料，其包括碳钢、铁框架、铝框架特种钢以及铝合金。上述金属材料不但具有良好的力学性能、物理和化学性能等应用性能，并且具有优异的铸造、切削、焊接、热处理等可塑性能，因此被广泛的应用在常规应用领域的各个方面[1-2]，包括管道输送、交通运输、国防军工、机械制造、建筑建工等工业领域以及社会日常生活领域。但上述金属材料在使用过程中，会受到其所在周围环境的影响，发生腐蚀及磨损现象，损坏一定程度后会导致金属的机械性能、寿命以及观赏度等受到影响。金属的腐蚀以及磨损现象遍及社会生产生活的各个领域，腐蚀磨损现象的发生会增加金属材料在使用过程中的风险，甚至给国民经济带来巨大的损失。据统计，Q球有20%的N量浪费是因金属腐蚀磨损而引起的，美国、加拿大、日本等发达G家公布的报告显示，每年因金属腐蚀磨损所产生的直接经济损失约占GDP的1%[4-5]而在我国，每年由于腐蚀磨损造成的损失占GDP的6%以上。因此，对钢、铁、铝以及其相关金属进行防护是当今一大重要课题。提高G家工业装备以及社会日常应用金属的防腐耐磨性能，延长其工作服役时间，是一项能够减少G家经济损失，建设可持续发展以及环境友好型社会的有效途径。目前，表面涂层技术、制造新型合金、电化学保护等多种技术均被科研工作者以及工程应用单位关注。其中，在金属表面喷涂防腐涂层是常用、便捷、有效的方法之一，涂层最基本的功能是将腐蚀性介质与金属进行隔离，F止它们相互接触，从而对金属提供了良好的防护作用。然而传统的防护涂层的功能单一、所需成膜厚度高、寿命短，这些问题会提升金属防护成本，逐渐会被社会发展以及逐步多样化的社会需求所淘汰。
基于涂层中含有填料这一特征，通过化学改性、物理搅拌以及超声分散等技术合成并制备一系列功能性填料，并将功能性填料添加到相应的树脂基体中，制备出功能型防腐涂层，涂层在具有防腐性能基础上，增加了相应减摩耐磨性能、阻垢性能以及疏水自清洁性能，并且相应功能会协助提升涂层的防腐性能，进一步提高了涂层的防腐寿命。
涂层中填料的作用
无机填料在涂层中的作用主要为以下几个方面:
(1)填充效应:无机填料的加入可以很大程度的减少涂料中溶剂和树脂的用量，提高涂料固体含量，增加涂料的成膜厚度，降低涂料生产成本。
(2)提高涂层的防腐耐磨性能:无机填料在涂层中参与涂层成膜，可增加涂层的耐磨和屏蔽等性能，有效的延长涂层的寿命。
(3)易施工性:无机填料的加入可以使涂料在喷涂过程中具有好的流平性和施工性能，增加涂层的平整度，减少表面的鱼眼或裂痕。
无机填料本身具有多种类型，评价填料性能的因素包含为以下几点:填料的屏蔽能力、填料的色泽、填料的耐光性能、颗粒形状与大小、填料的热稳定性、填料的化学稳定性、填料的分散性以及填料的毒性等[89]。无机填料的屏蔽性能是指无机填料分散于涂层中后，其会随着涂层覆盖在基底的表面，使腐蚀性介质以及光线难以轻易穿透涂层到达基底，涂层的这种屏蔽能力跟无机填料的物理性质有关。无机填料的色泽是指无机填料自身的颜色对涂料外观颜色影响的能力。其着色的能力与无机填料的粒径有关，粒径越小着色能力越强。无机填料的耐光性是指填料的加入会保持涂层色泽，即是当涂层受到阳光中紫外线照射后涂层能长时间保护，需要分布在不同的范内，如果填料的粒径过小，将会降低涂层的耐磨性能;如果粒径过大，将会难以分散，有沉积的现象。有些无机填料能与其他物质发生化学反应，填料自身的化学反应活性限制其本身的应用，如将ZnO添加到低pH值的树脂中，ZnO会与树脂发生皂化反应生从而增加树脂间交联程度，增加树脂在贮存过程中的粘度。无机填
料的形貌有片状、颗粒状以及棒状等不同的形状，它们在涂料中的排列与堆积方式不同，因而会对无机填料的屏蔽力以及涂料耐磨性能产生一定的影响。溶剂分散性和表面润湿性也是无机填料的一个重要的性能指标，为了改善无机填料的表面润湿性和溶剂分散性，提高树脂与无机填料的相容性，通常要对无机填料进行表面改性处理。
多孔填料在传统的涂层中应用并不是特别广泛，由于多孔填料具有多孔性能，会对成膜树脂以及涂料中溶剂产生吸附效果，导致多孔填料加入到涂料中以后会增加涂料的粘度，并且涂层对填料的粒径的要求比较严格，形貌均匀并且粒径在要求范围内的多孔填料价格不菲。当多孔填料吸入大量成膜树脂后，树脂在涂料中的含量将低于理论占比量，会降低涂层的机械性能。由于未改性的多孔填料与树脂的表面能不匹配，树脂对填料的包裹性差，喷涂后涂层在相应位置会产生空缺位，影响涂层的防效果。若将多孔填料作为一种载体，利用多孔填料的无机骨架具有很强的机械性能的特点，携带一些无法分散或溶解在涂料中的助剂分散到涂料中，会有效提升多孔填料的利用效果。因此，需将多孔填料进行有计划的改性才能将其添加到涂层中发挥到相应的作用。目前对多孔填料改性主要有以下几种方式:第依，提高填料与树脂的润湿性，使树脂能够完全包裹填料。第二，向填料中灌注相应功能助剂，提高涂层的功能性[94]。第三，利用无机粒子对填料表面改性，改善填料的表界面缺陷，提高填料的功能性。改性后的多孔填料能与树脂具有优异的相容性，并且能将功能液体固定到涂层中，从而实现涂层的功能化。多孔填料在未来涂层的研发领域具有广阔的前景。
