金属腐蚀是由金属结构退化引起的，经常造成事故、经济损失和环境污染。尽管材料科学取得了进步，但在所有依赖金属部件的行业中，金属腐蚀仍然是一个不可避免的挑战。全球每年因金属腐蚀造成的维护成本超过2.5万亿美元。因此，在海洋设备、金属管道、汽车和建筑等相关领域，保护金属至关重要。

有机涂层被广泛认为是防止金属腐蚀的最具成本效益的策略之一。然而，传统的溶剂型涂料在制造和应用过程中会释放大量的挥发性有机化合物（VOCs），导致能源浪费、环境污染和潜在的健康危害。针对这些问题，近年来的研究在防腐涂料的开发方面取得了重大进展。研究人员正在积极研究新的设计和合成方法，以创造具有增强耐腐蚀性涂层。随着涂料工业的不断发展，乳液型FEVE（氟乙烯-乙烯基醚共聚物）氟碳树脂涂料受到广泛关注，因其结构中C-F键的高含量赋予了这些涂料优异的稳定性、低表面能、耐候性、耐腐蚀性以及疏水和疏油性能，使其成为理想的防护涂料。尽管有这些优点，但基于乳液的FEVE氟碳树脂在合成工艺、成膜性能、附着力、长期耐久性等方面仍面临挑战，限制了其在防腐涂料中的更广泛应用。

水性聚氨酯（WPU）是另一种环保材料，以其优异的附着力和高韧性闻名，被广泛应用于金属、织物、涂料和粘合剂等领域。基于WPU的两性离子表面活性剂通常无毒，易于合成和改性，可以赋予材料特殊功能，避免全氟辛酸（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFOS）等有害乳化剂的滥用。因此，这些表面活性剂具有重要的实用价值和进一步开发的潜力。然而，WPU的防污和防腐性能往往因其聚合物网络中存在大量亲水基团的而受到损害。尽管已经尝试将疏水链段引入WPU以减轻这些影响，但由于这些疏水链段的流动性有限，结果大多不尽如人意。因此，有必要探索其他方面，以进一步提高涂层的长期耐腐蚀性。

近年来，金属防腐涂料的研究主要集中在以下几个关键领域：(1)超疏水防腐涂层的开发；(2)涂层的结构调制；(3)引入有机缓蚀剂；(4)无机纳米材料的添加。在这些策略中，有机缓蚀剂因其成本效益、高效保护性能和环保特性备受关注。特别是N-杂环化合物因其优异的配位能力和对金属表面的强亲和力，被广泛用作缓蚀剂。这些特性使它们能够最大限度地覆盖基材，从而抑制腐蚀性离子和溶解氧扩散到金属表面。除了优异的缓蚀性能外，N-杂环抑制剂还可生物降解，对环境的影响极小。此外，一种新型杂环化合物2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶（UPy）因其独特的二聚化效应而受到了广泛关注。这种效应涉及在特定条件下通过氢键在两个UPy基团之间自发形成稳定的二聚体。UPy的结构允许其氨基（-NH2）与相邻UPy的羰基（C=O）形成双氢键，从而形成坚固稳定的二聚体。这种二聚化显著增强了分子间的相互作用，为设计自组装、智能材料和高性能复合材料开辟了新的可能性。因此，UPy被广泛用于超分子网状聚合物中，显著提高了聚合物的机械性能和自修复能力。尽管UPy在一些领域得到了广泛的应用，但其作为N-杂环缓蚀剂在金属防腐涂料中的应用仍未得到充分地探索。

近期，河北工业大学潘明旺/潘志成团队成功制备了一种坚固耐用、长期耐腐蚀的水性氟碳树脂涂层。