2.3 防腐蚀涂料在钢铁防腐应用的局限性
涂料涂装防腐蚀技术长久以来作为简单方便的钢铁防腐方法，在国民经济中扮演着十分重要的角色，它不仅保护着钢铁制品免遭腐蚀，而且具有装饰美化等特殊作用。涂料防腐可与其他防腐措施（如阴极保护、金属喷涂、金属镀等）配合使用，从而获得极其完善的防腐蚀系统，但传统防腐涂料本身也存在一些技术及性能局限性，在“持久、长效、安全、环保”的钢结构防腐要求下显得力不从心，因而了解了传统防腐涂料在钢铁领域的应用局限性后，对研究发展新的重防腐涂料具有重要意义。
2.3.1 保护机理单一
传统防腐涂料最大的局限性在于其仅提供屏障保护。但必须指出，涂层并非是完全密闭的屏障，其本身具有一定的透气性。环境中的水汽和其他物质可以经孔隙渗入，这些渗入的物质会在涂层中扩散，不仅会引起涂层润胀、起泡、组分浸出、附着力下降，还会造成一系列化学破坏作用。而当腐蚀介质到达涂层/金属界面后，会迅速与钢铁基材形成腐蚀回路并发生膜下腐蚀，由于腐蚀产物的体积膨胀及膜下离子溶液与外部介质溶液渗透压的平衡作用，漆膜逐渐隆起、透锈、剥落，最后彻底丧失保护钢铁基材的作用，而在漆膜出现显著失效现象前，锈蚀已逐渐蔓延，留下巨大的安全隐患。
总体而言，屏障保护是一种被动的防腐手段，其防腐蚀上限取决于漆膜的耐腐蚀性质，下限取决于漆膜的抗渗性，对于混凝土、木材、砖石等绝缘体具有良好的保护作用，但对钢铁而言，发生腐蚀后缺乏后续防护措施，无法实现钢结构的长效防腐。
2.3.2 涂膜寿命限制
涂料在使用过程中会受到各种不同因素的影响，使涂层的物理化学和机械性能发生不可逆的变化，最终导致涂层的破坏，这种现象称为涂膜的失效（老化）。传统防腐涂料在化工大气和海洋环境里的使用寿命约为10年，在酸、碱、盐和溶剂介质中不到5年便会失效，短暂的使用寿命严重制约了其在钢铁防腐领域的应用。追根溯源，这是因为传统防腐涂料易发生光、热老化。
涂层的光老化失效，实质上是涂料中的高聚物经光照引起高分子结构发生物理化学变化，宏观表现为失去光泽、变色、粉化、变脆、开裂等，实际上在没有粉化、开裂之前，涂膜抗渗性能已经下降，丧失保护能力。
涂层的光老化失效在我国海南、西部高原等太阳光（紫外线）辐射强的地区尤为突出。涂料的基本性质由树脂决定，树脂若长期在较高温度下使用，很容易发生老化问题。涂膜的热老化失效归纳起来主要有三种情况：
①高温热降解。当使用温度达到（或接近）高分子的热降解温度时，高分子链发生自由基降解反应。氧气的存在加速降解反应，会使热降解温度下降。
②对于一些非转化性涂膜，在较高的温度下虽然未发生降解反应，但大分子链段具有了一定的活动能力，涂膜不具有基本的力学性能（硬度、强度、附着性能），发生软化，会丧失其实用性能。
③耐温变性。由于冷热交替温度变化带来涂膜的内应力较大，如涂膜发生开裂、脱壳等失效现象，也可看作力学破坏。我国地域辽阔，南北温差悬殊，飞机、火车、汽车等交通工具的防腐涂装必须能承受温差变化频繁所带来的失效问题。西部高原地区昼夜温差大，已是众多防腐涂装过早失效的主因。
2.3.3 性能局限性
在遭受重工业污染并伴随恶劣自然环境及高强度工作负荷而形成的重腐蚀环境中，钢结构设备腐蚀迅速，传统防腐涂料在实现钢铁防腐的过程中，也暴露了诸多问题。
①传统防腐涂料无法杜绝点蚀的出现。传统防腐涂层无法彻底将环境与钢铁基材隔开，即便在涂膜完好无损的情况下，环境中的腐蚀介质也能渗入涂层到达涂层/金属界面，并产生局限于金属表面个别小点的腐蚀形态，即点蚀现象。从外表看，金属表面仅有零零星星的蚀坑，其余的表面绝大部分不腐蚀或腐蚀很轻微。点蚀的破坏性和隐患性甚大，发生点蚀时虽然金属的失重不大，但由于阳极面积非常小，阳极上流过的腐蚀电流密度很大，造成很高的金属溶解速率，严重时可使金属设备穿孔破坏。传统防腐涂层不具有阴极保护性能，一旦发生腐蚀即形同虚设，这些点蚀将进一步扩散、蔓延，最后形成局部腐蚀，造成应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等问题。
②涂层破损后腐蚀速率快。传统防腐涂料仅具有屏障保护功能，缺乏后续防护能力，在涂层未被破坏之前，由于涂装金属与腐蚀环境之间有一层惰性涂膜隔离，金属的腐蚀速率要比裸金属慢得多，而一旦涂层破损，金属的腐蚀速率即等同于裸金属，更为严重的是，涂层在剥落过程中可能会带走一部分疏松的锈蚀产物，使里面未被腐蚀的钢铁暴露在腐蚀介质中，造成进一步的破坏。
③需多次重涂。防腐蚀涂层的厚度与防腐蚀效果有直接关系，尤其在严酷腐蚀环境下的重防蚀涂料必须达一定的干膜厚度。为此往往需要有多道涂层，其主要原因是通常每道涂层不能太厚。但多次重涂需要大量时间，且受气温、湿度等环境因素影响大。另一方面所有漆膜总难免有若干缺损，如缩孔、针孔、气泡、丝状尘埃埋在漆膜中，在大面积施工中，无法获得完整无缺的漆膜，在缺损薄弱部位首先会发生腐蚀，并进一步蔓延造成安全隐患。
④危害人体，破坏环境。传统防腐涂料一般含有50％以上的有机溶剂，如酮类、醇醚、酮醇类、酯类、苯系物和卤代芳烃等，它们都具有较强的毒性，虽然涂布非常方便，但溶剂成分挥发到大气中，轻则造成空气的污染，重则会威胁人的身体健康。近年来各国制定了越来越严格的法令来限制涂料溶剂中有机成分挥发物（VOCs）的排放标准，传统防腐涂料的应用领域逐年下降。