自乳化环氧磷酸酯聚氨酯防腐蚀涂料的制备及其耐蚀性能

磷酸酯涂料涂层性能优良,但其传统制备工艺复杂。采用一步法通过双酚A环氧树脂E44和磷酸反应生成了环氧磷酸酯(P-E44),用三乙胺中和及水稀释制备了自乳化环氧磷酸酯乳液,再与水可分散异氰酸酯反应制备了环氧磷酸酯聚氨酯涂料,在Q235钢表面制备涂覆成膜,采用极化曲线和交流阻抗谱技术研究了环氧基团与磷酸摩尔比不同时,涂料涂层对Q235钢基体在3.5%Na Cl溶液中的防护性能。结果表明:自乳化环氧磷酸酯聚氨酯对Q235钢的防护效果较好,当环氧基团和磷酸的摩尔比为3.0∶2.5时,涂层的防护性能较好。

石墨烯的分散及其在防腐涂层中的应用

以生物基没食子酸(GA)为原料,在碱性条件下与环氧氯丙烷(ECP)发生环氧化反应,合成了没食子酸基环氧树脂(GEP)。GEP作为石墨烯分散剂,能够将石墨烯稳定地分散在有机溶剂中,其分散浓度高达5 mg/m L,采用TEM和AFM对石墨烯的分散状态和层数进行了表征。将分散后的石墨烯以0.5%的质量分数,添加到双组分环氧树脂涂料中,制备了石墨烯环氧复合涂层(GEP-G0.5/EP)。利用Tafel极化曲线、涂层吸水率和中性盐雾测试对涂层防腐性能进行表征。结果表明:相比于纯环氧涂层,GEP-G0.5/EP涂层的极化电阻和耐盐雾性大大提高,涂层吸水率下降0.22%。

Incorporation of Reactive Corrosion Inhibitor in Waterborne Acrylic Polyurethane Coatings and Evaluation of its Corrosion Performance

Hydroxyl-epoxy phosphate （HEP） as a reactive corrosion inhibitor was innovatively synthe- sized by the reaction of bisphenol A epoxy resin with phosphoric acid. HEP was mixed with hydroxyl acrylate resin, and crosslinked with waterborne isocyanate curing agent, which was used to form waterborne HEP/acrylic polyurethane composite （HEP-APU） coatings on Q235 steel surfaces. Electrochemical impedance spectroscopy and polarization curves were applied to analyze the corrosion behavior of the HEP-APU coatings in 3.5wt% NaCl solutions. The results indicated that the HEP-APU coatings show a superior passivation property and efficient corrosion protection of Q235 steel. The waterborne acrylic polyurethane coating containing 0.5wt% HEP exhibited the best corrosion performance among all the coating specimens. The improved flash-rust resistance can be attributed to the introduction of the phosphate group which could form phosphate film on the steel substrate.

生物基六方氮化硼分散液在环氧复合材料中的应用

六方氮化硼(hBN)是具有良好机械性能、高导热性和优异润滑性能的新型二维纳米材料,它具有增强聚合物纳米复合材料的潜力。将hBN均匀分散于生物基环氧单体糠醇缩水甘油醚(FgE)中,采用TEM和AFM对其在FgE中的分散状态进行了表征,成功制备了低于10层的hBN纳米片分散液。将FgE-hBN分散液作为环氧树脂的活性稀释剂,在不使用任何有机溶剂作稀释剂的情况下,制备了FgE-hBN/环氧复合材料。研究结果证明,在FgE-hBN的存在下,环氧树脂的疏水性、耐热性能、机械性能以及耐摩擦性能均得到极大提升。环氧树脂性能的提高主要归因于良好分散的hBN纳米片自身具有的高疏水性、强导热性、强机械性及高润滑等优异性能。

还原氧化石墨烯在达克罗膜层中的应用

为了提高达克罗膜层的防腐蚀性能,采用共混法将氧化石墨烯（GO）分散液与达克罗处理液（dacrom-et）共混,在Q235钢表面制备含GO的达克罗涂层,通过高温热还原法得到还原氧化石墨烯（rGO）改性的达克罗膜层.采用热重分析和差热分析对氧化石墨烯的热性能进行了表征,使用扫描电镜（SEM）和交流阻抗技术（EIS）对改性达克罗膜层的表面形貌和电化学行为进行表征.结果表明：GO含氧官能团初期热裂解温度为162～ 260℃,含GO达克罗膜层经200℃高温固化后,膜层更致密;在质量分数为3.5％NaCl溶液中浸泡相同时间,含0.9％ GO达克罗膜层经热处理后的阻抗值最大;260℃处理得到的rGO达克罗膜层的防护效果最佳;rGO可提高达克罗膜层的致密性及防腐蚀性能.

水性丙烯酸防腐涂料的研究进展

从水性丙烯酸防腐涂料的发展历史、乳液的成膜机理及影响因素、丙烯酸树脂涂膜存在的问题等几个方面入手,在如何降低树脂成膜后的亲水基团、提高涂料成膜后对水和氧气的屏蔽能力以及乳胶粒子设计和纳米粒子改性等方面做了全面探讨,并对水性丙烯酸防腐涂料的研究前景做了展望。

水性环氧涂料的制备及其在带锈涂装领域的应用

针对工业涂料带锈涂装问题,采用双酚A环氧树脂E44和磷酸反应制备了环氧磷酸酯P-E44,然后经中和、水解等步骤得到了自乳化环氧磷酸酯(HEP),并用傅里叶红外光谱仪对HEP中间体P-E44的结构进行了表征。将0.5%的HEP作为防锈剂添加到双组份水性环氧涂料中制备带锈涂层,采用极化曲线和交流阻抗谱(EIS)2种电化学技术研究了环氧涂层对带锈Q235钢基体在3.5%的Na Cl水溶液中防护性能产生的影响。研究结果表明:HEP能在金属表面形成一层致密螯合物磷化膜,减缓带锈金属进一步发生腐蚀的速率,对金属具有良好的防护作用。

环氧磷酸酯/水性环氧涂层的耐蚀性能

为研究水性环氧涂层缓蚀剂的制备及其耐蚀性能,采用化学法将磷酸接到双酚A环氧树脂上,并与N,N-二甲基乙醇胺中和制备水性环氧磷酸酯。将环氧磷酸酯添加到双组份水性环氧树脂中制备3种环氧磷酸酯/水性环氧涂层(E44,0.2%P-E44和0.5%P-E44)。采用极化曲线和交流阻抗谱技术研究了环氧磷酸酯/水性环氧树脂对Q235钢基体在3.5%NaCl溶液中的防护性能。结果表明:浸泡24h后,0.2%P-E44/碳钢体系的自腐蚀电流密度(0.431μA/cm2)低于E44/碳钢体系(0.928μA/cm2)和0.5%P-E44/碳钢体系(0.553μA/cm2);在浸泡24h内,3种涂层的涂层电容Qc逐渐增大,涂层电阻Rc和电荷转移电阻Rct逐渐较小,环氧磷酸酯可以显著提高纯水性环氧的Rc和Rct,进而提高水性环氧的耐蚀性能。当水性环氧树脂中环氧磷酸酯的含量为0.2%时,其防护性能较好。

石墨烯水分散液:增强水性环氧涂料的耐蚀性

高性能石墨烯增强环氧(G/EP)复合涂层制备的主要挑战是G纳米片在水性EP基体中的均匀分散,通过石墨烯量子点(GQDs)非共价键功能化成功地制备出了具有良好分散能力的G纳米片。该石墨烯(G)纳米片可用作水性EP涂层的屏蔽增强剂,并能显著改善水性EP涂层的防腐性能。在3.5%NaCl水溶液中浸泡96 h后,纯EP涂层的阻抗从10~6Ω·cm^2急剧下降10~5Ω·cm^2,而G/EP涂层的阻抗模量仅从10~7Ω·cm^2下降到10~6Ω·cm^2,其阻抗约提高到了近两个数量级。另外,极化曲线测试表明,G/EP涂层的防腐效率从纯EP涂层的92.3%提升至99.1%。

碱木质素对EVA复合材料力学性能的影响

将两种不同的碱木质素(Lignin A和Lignin B)分别与乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)在转矩流变仪中共混后,经平板硫化仪热压成片制得Lignin/EVA复合材料。探究了两种碱木质素的理化性质及其对Lignin/EVA复合材料力学性能的影响。傅里叶红外光谱分析(FT-IR)表明Lignin A以紫丁香基基本结构单元为主,Lignin B则以愈创木基、紫丁香基基本结构单元为主;Lignin/EVA复合材料的力学性能测试结果表明Lignin A/EVA复合材料的力学性能比Lignin B/EVA复合材料的力学性能好;扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明Lignin A与EVA的共混相容性较Lignin B与EVA的共混相容性好。

生物基呋喃甲基缩水甘油醚对环氧树脂固化物性能的影响

利用改进的合成工艺成功合成了高纯度的呋喃甲基缩水甘油醚(FGE),并用红外对其结构进行了表征。将FGE作为活性稀释剂添加到环氧树脂中,研究了FGE含量对树脂黏度及固化物热性能、涂膜力学性能的影响。结果表明,随着FGE含量的增加,树脂黏度急剧下降,固化物热稳定性下降,涂膜力学性能得到提升。当FGE含量为10%~15%时,环氧树脂黏度下降至2 000~4 000 mPa·s,且热稳定性良好,涂膜力学性能好。FGE的最佳含量范围是10%~15%。

Lignin/EVA复合材料的相容改性研究

Lignin/EVA复合材料由EVA与碱木质素(Lignin)在转矩流变仪中共混后经平板硫化仪热压制得。主要研究了不同VA含量的EVA对Lignin/EVA复合材料性能的影响,扫描电子显微镜(SEM)和热分析(DSC)测试结果表明, VA含量较高的EVA与Lignin的相容性更好;力学性能测试结果表明VA含量高的Lignin/EVA复合材料的力学性能优于EVA,而VA含量低的Lignin/EVA复合材料不敌纯EVA;针对相容性不理想的Lignin/EVA复合材料,研究了不同相容剂硬脂酸(SA)、环氧树脂E44 (E44)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝马来酸酐(EVA-g-MAH)、聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)对复合材料力学性能的影响。SEM结果表明,上述相容剂均在一定程度上改善了Lignin与EVA基体之间的相容性;从力学性能上看,改善相容性效果最佳的是E44,与未添加相容剂的Lignin/EVA复合材料相比,添加了E44的Lignin/EVA复合材料拉伸强度增加了10.4%。

生物基呋喃衍生物在有机涂层中的应用

随着环境保护意识的增强,减少石油基材料的使用成为社会的共识,生物基呋喃类衍生物因其独特的性质引起了研究人员的极大兴趣,其在生物基涂层、自修复涂层和光固化涂层等领域有着极大的使用潜力,但在我国尚未有成熟的研究。基于此,本文对其在生物基涂层、自修复涂层和其他涂层的应用等方面进行了总结,介绍和分析了国内外呋喃类衍生物在有机涂层方面的最近研究成果,并指出目前呋喃类衍生物的大规模应用所存在的困难:生产成本的居高不下。最后对呋喃衍生物的其他应用,如呋喃甲基缩水甘油醚作为环氧涂层的活性稀释剂取代商业化的石油基活性稀释剂以及利用呋喃环的大π键非共价改性石墨烯再制备石墨烯/有机涂层复合材料等进行了分析和展望。

生物基缓蚀剂糠醇缩水甘油醚的缓蚀性能及机理

在生物基呋喃类缓蚀剂的研究基础上,利用Tafel极化曲线和电化学阻抗技术(EIS)研究了Q235碳钢在不同浓度的糠醇缩水甘油醚(FGE)盐酸溶液中的腐蚀行为,并通过静态失重实验分析了Q235碳钢在不同体系中的腐蚀速率。结果表明,4.92×10^(-4)mol·L^(-1)的FGE对Q235碳钢具有最好的缓蚀效果,其缓蚀效率达到94.0%,腐蚀速率为0.076 mg·cm^(-2)·h^(-1)。此外,经证明FGE在Q235碳钢表面的吸附过程符合Langmuir吸附模型,同时发生物理吸附和化学吸附。

石墨烯分散液对环氧树脂稀释效果及热性能的影响

利用苄基缩水甘油醚(BGE)苯环上的大π键与石墨烯大π键的π-π相互作用来制备石墨烯稳定分散液,再将石墨烯稳定分散液作为环氧树脂的活性稀释剂制备环氧复合材料,研究了BGE对石墨烯的分散效果以及石墨烯浓度对稳定分散液的稀释效果和环氧固化物热性能的影响,同时观察了环氧固化物的断口微观形貌。结果表明:随着石墨烯浓度的提高,BGE对石墨烯的分散效果、环氧固化物的热性能以及石墨烯/BGE稳定分散液的稀释效果均呈先升后降的趋势,研究显示,石墨烯的最适宜浓度为0.5~1.0 mg/ml。SEM分析结果表明,石墨烯的引入提高了环氧树脂的韧性,石墨烯和树脂基体的界面相容性良好。

石墨烯用于金属腐蚀防护的研究

单层无缺陷石墨烯具有优异的屏蔽性能,能阻隔氧气、水分子等腐蚀因子到达金属基体表面,被认为是已知最薄的腐蚀防护涂层。基于石墨烯在金属腐蚀防护领域巨大的应用潜力,本文从石墨烯薄膜防护涂层、石墨烯/有机防护涂层以及石墨烯-导电高分子/有机防护涂层等方面进行系统总结,重点围绕石墨烯薄膜存在的问题以及石墨烯在有机涂层中均匀分散等进行详细分析和介绍,同时对石墨烯基防腐涂料的未来发展进行了展望。