近年來，先進國家已開發出多種自癒合型防蝕塗料，但只有少數幾種產品上市應用；其原理源自於微包覆(Microencapsulation)的技術構想。亦即將包覆自癒合劑的微膠囊(Microcapsules)，以添加劑形式置於塗料中；當塗膜乾燥硬化使用時，仍維持微膠囊完整的狀態。當乾燥塗膜遭受應力破壞時，該自癒合劑才從微膠囊釋出，達到自癒合的目的。包覆自癒合劑的微膠囊，其粒徑視需要可為微米 ~ 奈米級。
一般認為，只要有良好的阻氧、阻水防護層，電化學作用無法進行，腐蝕遂無從發生。因此，充當金屬有效防護層的化成處理，或是有機或無機塗膜的防護塗裝，一旦遭受破壞，有效修復的操作也得依循同樣的準則。於是，發展出兩種主要的對策：第一種是修補防護層，以恢復防護層阻氧、阻水的能力；第二種則是針對電化學作用的制止。
防蝕塗料損傷之因應對策
近十年有關防蝕塗料損傷而導致金屬腐蝕之兩種主要對策的文獻，可歸類如下。防護層修補：(1)使用自由基或配位聚合單體；(2)使用交聯反應縮聚合反應物。電化學腐蝕作用的制止：(1)使用導電性聚合物；(2)使用具自癒合特性之鈍化物；(3)使用一般腐蝕抑制劑；(4)使用微包覆腐蝕抑制劑。
自癒合微包覆防蝕塗料相關的論文，進一步說明如下。
1. 防護層修補型之自癒合技術
防護層的自我修補是利用防護層原先以微包覆預藏的單體或反應物，藉由聚合或沉澱作用，在防護層破壞處形成「結痂」狀覆蓋物。已開發的系統，包括Ru 觸媒-icyclopentadiene、Sn 觸媒-Polysiloxanes、MgSO4-Mg(OH)2、異氰酸酯、環氧樹脂及多元胺等。其中以Ru 觸媒-Dicyclopen-tadiene 系統最典型，且較著名。
圖二、Ru 觸媒-Dicyclopen-tadiene 系統代表性的化學反應
2. 電化學腐蝕制止型自癒合技術
(4) 塗料添加微米/ 奈米載體型或微米/ 奈米容器型腐蝕抑制劑
所謂微米/ 奈米載體型(Micro-/ Nanocarriers)腐蝕抑制劑係讓腐蝕抑制劑被吸附在微米/ 奈米載體表面。例如利用環糊精(Cyclodextrins)吸附MBT 或MBI ，加入Sol-gel 塗料；或利用粒徑僅約4 nm 的ZrO2 奈米粒子吸附Ce+3 離子。此外，透過離子交換的機構，也可使用膨潤土黏土(Bentonite clays)吸附Ce+3 離子。微米/ 奈米載體型腐蝕抑制劑確實可提高塗膜耐蝕性，但大都屬於延後溶出(Prolonged Leaching)方式的防蝕機制，而非腐蝕相關事件的觸發(Triggering)」。無論如何，這種微米/ 奈米載體型腐蝕抑制劑的耐蝕性或自癒合性，均仍不如鉻酸鹽類防蝕顏料添加的系統。
所謂微米/ 奈米容器型(Micro-/Nanocontainers)腐蝕抑制劑，其實類似上述防護層修補單體原料或反應物的微包覆。微米/ 奈米容器型腐蝕抑制劑技術可解決上述塗料直接添加腐蝕抑制劑須考慮的溶解度、滲透壓、與塗料主體起反應的問題；也可配合實用需求- 因應腐蝕相關事件（防護層刮損）而被觸發。微米/ 奈米容器的技術包括使用尿素- 甲醛樹脂(UF)包覆、使用Poly(Ethyleneimine) (PEI)與Poly(Styrene Sulpfonate) (PSS)層層沉積的包夾層(Layerby-layer; LbL)等。後者屬於電解質聚合物(Polyelectrolytes)的應用，其優點是將腐蝕抑制劑與塗料主體隔絕；並可藉由濕度與局部pH 值的控制，調整腐蝕抑制劑的釋出速率。
圖五、塗膜刮傷/碳鋼腐蝕/奈米容器包覆壁材溶解/ 腐蝕抑制劑鈍化等示意圖
自癒合塗料的商業化應用
國際間推出金屬自癒合防蝕塗料產品或技術的公司……以上內容為重點摘錄，如欲詳全文請見原文
作者：陳治貞 、黃元昌、徐雅怡 / 工研院材化所
★ 本文節錄自「工業材料雜誌308期」，更多資料請見：https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=10509