金属腐蚀是一项重大的全球性挑战，对能源生产、环境保护、化工制造、海洋开发、交通运输、建筑工程以及日常生活等众多领域都有着深远的影响。每年因腐蚀造成的直接经济损失估计高达数千亿美元。为了解决这一关键问题，学术界和工业界已开发出多种防腐策略，主要包括缓蚀剂、表面改性技术、防护涂层和电化学保护方法。在这些方法中，聚合物基防护涂层因其优异的成本效益和工程实用性而得到了广泛的应用。这类涂层通过形成致密的物理屏障来发挥作用，有效地阻止腐蚀性介质（如Cl⁻、O₂和H₂O）与金属基材接触。环氧树脂因其出色的附着力、化学稳定性和机械性能而被广泛使用，但市售的环氧树脂主要由石油基原料合成。此外，石油基材料的过度消耗加速了不可再生化石资源的枯竭。面对日益严峻的能源危机和环境挑战，开发可再生资源衍生的生物基环氧树脂已成为材料科学领域的一个重要研究方向。

腰果酚（CNSL）是腰果加工过程中产生的副产品，是一种可持续、低成本、不可食用、易于获取且来源广泛的可再生自然资源。作为一种天然酚类化合物，腰果酚具有丰富的化学成分，其结构包含苯环、酚羟基以及由15个碳原子组成的不饱和烷基侧链，在间位有1-3个非共轭碳-碳双键。其化学性质兼具芳香族化合物、不饱和脂肪烃和酚类化合物的特征，提供了多种改性方法。通过精确的化学改性，腰果酚可以转化为高性能的生物基环氧树脂，为替代传统石油基产品提供了一种可持续的解决方案。然而，传统的环氧树脂涂料通常是溶剂型的，在制备和应用过程中会释放大量的挥发性有机化合物（VOCs），导致严重的环境污染，并对工人构成潜在的健康风险。随着全球环境法规的日益严格以及可持续发展原则的广泛采用，水性环氧树脂体系因其环保特性而成为一种极具前景的替代方案。

然而，水性环氧涂料在实际应用中存在明显的缺陷，因为在固化过程中它们容易形成微观结构缺陷，从而导致其对腐蚀性介质的阻隔性能显著下降。为解决这一关键问题，研究人员提出了一种将无机纳米填料添加到树脂基质中的改性策略。这种方法利用“纳米复合增强”效应来提高涂层的物理阻隔性能。

石墨烯和氧化石墨烯作为新兴二维纳米碳材料，具有优异的化学稳定性、高纵横比和出色的耐腐蚀性。它们已被广泛用作聚合物基涂层中的阻隔增强材料，以提高耐腐蚀性及其他性能。然而，氧化石墨烯层间存在很强的范德华力，这使其容易发生团聚。通过改性可以促进氧化石墨烯的分散，并增强其与基材的相容性。然而，尽管改性的氧化石墨烯能够提高水性环氧树脂的性能，但其高反应活性可能会导致水性环氧乳液的破乳。

近期，北京化工大学刘斌团队成功开发了一种高性能、环保水性生物基环氧防腐涂层。

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