飞机涂层体系在使用过程中受到环境因素的影响，其力学性能发生变化会产生微裂纹，微裂纹的蔓延、扩张加速了材料表面涂层的剥离，从而使金属基体遭到腐蚀。本项目立足于涂层修复防腐应用技术（原理见图1），制备了含有微胶囊的、具有纳米尺度及效应的有机/无机杂化聚硅氧烷涂层体系，研究了应用工艺，为涂层在飞机修复防腐上的应用奠定了基础。

图1  涂层自修复原理

（1）采用氢化双酚A环氧树脂和聚硅氧烷化学改性合成氢化双酚A环氧树脂聚硅氧烷，结合溶胶-凝胶法制备SiO2溶胶，制备获得了具有纳米尺度及效应的聚硅氧烷树脂涂料。纳米粒子表面效应以及“钉扎”作用使涂层具有优异的附着力、硬度、防腐性能。过程中，合成了星形硅烷基聚合物分散剂（见示意图2），解决了纳米相在树脂涂层中稳定应用的关键技术。

图2  分散剂示意图及悬浮效果（A改性、静置15d；B未改性、静置60min）

（2）基于原位聚合法，制备了包裹修复剂的微胶囊（图3）。开展微胶囊的合成参数优化、化学物质装载与释放行为研究，建立温度和搅拌速率对微胶囊成囊率的影响规律，考察了剪切速度、剪切时间和涂料的粘度对微胶囊稳定性的影响。

图3  微胶囊微观形貌

（3）将制备的微胶囊添加到聚硅氧烷树脂涂料中，实现涂层的自修复功能，开展了自修复防腐聚硅氧烷涂层的示范应用与性能验证（图4）。主要研究了涂层配套性和施工工艺、机械性能、防腐性能等，形成了涂层防腐修复性能评估技术，确定了服役环境下纳米结构涂层的微结构和修复及耐蚀性能演变机制。

图4  涂料的自修复过程

基于有机/无机杂化环氧-聚硅氧烷涂层的自修复防腐应用技术，可自动识别并修复涂层体系使用过程中的微裂纹，阻止微裂纹的蔓延，减少金属基体的腐蚀。本项目研发的自修复防腐涂层体系，已在运五飞机维护过程中应用2年，应用部位无腐蚀失效现象，防护效果显著。该涂料不仅可应用在各型飞机上，还可推广至汽车、船舶等，满足市场对高端自修复防腐涂层产品的需求，具有重大现实意义。