石墨烯改性环氧云铁中间漆的制备和性能研究

为了进一步提高环氧云铁中间漆的阻隔效果,解决其在高湿和夏天高热的水工环境中防护长效性不足的问题。将薄层石墨烯添加到环氧云铁中间漆中,利用二维纳米石墨烯比表面积大的特点,研究了石墨烯添加量对涂层附着力、耐冲击性、耐淡水性、耐盐水性和电化学性能的影响。结果表明:纳米级石墨烯和微米级云母氧化铁的片层结构相结合提供了微纳协同屏蔽的机理,添加微量石墨烯后明显提高了涂层的各项性能,尤其是耐水渗透性、耐冲击性和在水中浸泡后涂层的附着力,使得石墨烯改性环氧云铁中间漆对处于高湿高热应用环境的水工钢结构能够提供更有效、更耐久的腐蚀防护。

复配功能填料对无溶剂环氧涂层防腐性能的影响

针对不同种类的功能型填料对无溶剂环氧涂层性能的影响进行研究,选择了云母氧化铁协同钙交换SiO_(2)作为防锈填料来增强涂料的耐腐蚀性,沉淀硫酸钡配合陶瓷粉来增强涂料的耐磨性,在合适的颜基比下采用正交试验法制备出不同填料复配的无溶剂型环氧涂料。通过基础性能测试、电化学交流阻抗(EIS)以及耐盐雾测试等,分析研究了复配填料的质量比对涂层性能的影响。结果表明:在成膜物质与填料的质量比为3∶2,填充填料与防锈填料质量比为1∶1,陶瓷粉与沉淀硫酸钡质量比为2∶1,云母氧化铁与钙交换SiO_(2)质量比为3∶1时,制备的涂层在物理性能优异的同时,还拥有很高的涂层电阻,经3.5%NaCl溶液浸泡3000 h后,涂层电阻仍能保持在6.486×10^(10)Ω·cm^(2),展现出了良好的耐腐蚀性。

风电叶片前缘雨蚀测试及防护方法研究

随着风电机组大型化及漂浮式海上风电的发展,风电叶片服役环境越来越复杂,叶片前缘的损伤及防护越来越被重视。文章以固/液冲击过程的“水锤压力”为切入点简述了航空、航天以及风电行业对雨蚀损伤的研究,介绍了单射流法、火箭撬法、旋转臂法等常用的耐雨蚀测试方法,并提出了耐雨蚀评估方法的改进方向。列举了叶片常用的几类前缘防护材料性能特点,对比了不同制样环境下前缘漆材料的耐雨蚀性能差异。阐述了前缘防护材料的选型评估思路,提出了考虑项目地域降雨情况、叶片线速度等因素的前缘差异化防护思路。

基于聚碳酸酯高耐性塑料涂料用丙烯酸乳胶的制备与研究

为克服水性涂料在聚碳酸酯(PC)塑料上综合性能不佳的问题,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)为主单体,衣康酸为功能单体,引入长链烷基单体甲基丙烯酸月桂酯(LMA),以及乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)/聚醚胺交联体系,制备了一种自交联丙烯酸乳胶,研究了不同功能单体、衣康酸、LMA和AAEM/聚醚胺对乳胶及涂膜性能的影响。结果表明:衣康酸用量为3.0%(以单体总质量计,下同)、LMA用量为4.5%、AAEM用量为9.0%、AAEM与聚醚胺物质的量比为2∶1时,制备的单组分水性丙烯酸涂料在PC塑料上具有优异的附着力、耐乙醇擦拭性和耐蒸煮性。

水凝胶涂层在家居领域的应用探究

水凝胶涂层具有良好的防污性、阻燃性、防腐性、抗菌性等特点。为了充分发挥水凝胶涂层在家居领域的性能优势并拓宽应用领域,文中介绍了水凝胶涂层特性及其改性研究现状、制备方法及优缺点;在研究水凝胶涂层与各类家具用材界面结合情况的基础上,探究了其在家具领域的应用可能性,如软体家具表面、厨卫家具表面、幼儿家具表面等;作为绿色材料的水凝胶涂层,除本身具备阻燃性、拒油性等优势之外,还因其特殊结构可负载各类化学物质,使其具有防腐抗菌性能,加之大量改性其界面结合能力的研究,为水凝胶涂层在家居领域的应用拓宽思路。

水性树脂对轨道交通车辆用金属闪光底色漆性能的影响

为解决轨道交通车辆用“水性金属闪光底色漆+清漆”体系“湿喷湿”配套施工时,出现的铝粉发花、流挂、色差和层间附着力等问题,考察了低羟基含量水性丙烯酸树脂、水性丙烯酸乳液和水性聚氨酯分散体对金属漆施工性能和涂层外观的影响。结果表明:采用不同玻璃化转变温度的水性聚氨酯分散体复配的方式,可有效解决“水性金属闪光底色漆+清漆”体系“湿喷湿”配套施工困难的问题,其中水性脂肪族聚氨酯分散体(Bayhydrol 3)和含聚碳酸酯脂肪族阴离子聚氨酯分散体(Bay⁃hydrol 4)复配制得的涂层综合性能最佳。

基于改性氧化石墨烯/聚苯胺增强水性聚氨酯防腐涂层的制备及性能研究

为提高填料与水性聚氨酯(WPU)之间的相容性和增加防腐性能,利用聚多巴胺(PDA)修饰氧化石墨烯/聚苯胺(FGO/PANI)纳米填料,用于制备水性聚氨酯涂层。采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征纳米填料结构,并分析了涂层的力学性能和防腐性能。结果表明:填料PDA/FGO/PANI成功合成且PDA被成功包裹在FGO/PANI的表面,PDA的加入可以有效改善纳米填料与水性聚氨酯之间的相容性,从而增强其力学性能和防腐性能,并且PDA的加入不会破坏PANI的防腐机理。

浅析不同环保认证标签的水性内墙涂料中挥发性有机化合物含量

随着人们环保意识的增强,室内空气质量愈发受到广泛关注。目前针对室内装饰涂料引发的空气污染问题,研究较多的为挥发性有机化合物(VOC),事实上一些半挥发性有机化合物(SVOC)同样会引发室内空气污染,并对人体健康造成危害。由于普通消费者缺乏相关专业知识,因此在选购水性内墙涂料时往往仅根据涂料包装上的环保认证标签进行识别。本研究抽选了52个不同渠道、厂商、等级的具有代表性的水性内墙涂料样本,对其VOC和SVOC含量水平进行了实测分析,结果显示,具有不同环保认证标签的涂料产品在VOC和SVOC含量方面有很大的差异。

具有自修复功能的超疏水防腐涂层性能研究

为克服海洋环境有机涂层耐久性差等缺陷,制备了具有长效疏水性能兼具自修复功能的复合涂层。首先在金属基体表面涂覆环氧基形状记忆聚合物(SMP),再与聚己内酯(PCL)纳米纤维膜结合获得具有自修复功能的复合膜,然后通过气压喷涂将十八烷基三甲氧基硅烷改性的硅藻土颗粒结合在复合膜表面,待其固化后得到具有自修复功能的超疏水防腐涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)观察涂层表面的微观形貌,并使用接触角测量仪测试涂层表面的超疏水性;采用激光共聚焦显微镜(CLSM)测试涂层表面的粗糙度并表征涂层的自修复性能;通过砂纸磨损、电化学阻抗谱(EIS)评价涂层的耐磨性和防腐性能。结果表明:成功制备了具有自修复功能的超疏水复合涂层。该涂层在50℃下加热2 h,表面裂纹即可明显修复;完整的超疏水防腐涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡21 d后,其阻抗模值依旧保持在1011Ω∙cm^(2),比纯树脂涂层提高了5个数量级,浸泡63 d后,阻抗模值依旧保持在1010Ω∙cm^(2),经过12次破坏-修复循环后,超疏水防腐涂层的阻抗模值仍保持在1010Ω∙cm^(2)。另外,该涂层还具有优异的耐磨性,在100 g荷载、600目砂纸磨损测试2000 cm(40个循环)后,涂层的水接触角(WCA)依旧可以保持在150.2°。纳米纤维复合膜赋予涂层自修复功能,硅烷改性的硅藻土赋予涂层超疏水特性,二者结合形成的复合涂层具有优良的疏水性、耐磨性和防腐性。本研究将为海洋等严苛环境超耐久涂层的选择提供依据。

硅酸盐抗静电涂层的制备及性能

[目的]无机抗静电涂层具有绿色环保、性价比高、耐候性强等优点。[方法]以模数为5.5的硅酸钾溶液作为基料,石墨和氧化铝作为填料,氟碳乳液作为增韧剂,制备了一种新型抗静电涂层。研究了涂料固含量及石墨与氧化铝质量比对涂层硬度、耐磨性、拉伸粘结强度和微观结构的影响,并分析了表面电阻随涂层厚度的变化。[结果]在涂料固含量为32%、石墨与氧化铝的质量比为10.0∶9.5、涂层厚度为95μm的情况下所制得的抗静电涂层表面平整,其表面电阻为10^(4)Ω量级、铅笔硬度为9H、磨耗为0.0227 g、拉伸粘结强度为2.350 MPa,力学性能达到最优。[结论]对于硅酸盐抗静电涂层而言,石墨适合作为提升涂层导电性能的填料,氧化铝适合作为增强涂层力学性能的填料。

无溶剂氟化聚丙烯酸酯/环氧树脂复合涂层的制备及其防腐性能

为了提高环氧树脂涂层的疏水性和耐腐蚀性,设计了一种具有环氧基团的无溶剂氟化聚丙烯酸酯(PFEMA)来对环氧树脂进行改性。采用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(FESEM)、水接触角(CA)、电化学阻抗谱(EIS)等测试方法研究了无溶剂氟化聚丙烯酸酯改性环氧树脂涂层的结构和性能。结果表明:随着无溶剂氟化聚丙烯酸酯用量的增加,涂层的水接触角从69°升高至115°;与纯环氧树脂涂层相比,氟化聚丙烯酸酯/环氧树脂涂层的低频阻抗模量更高。此外,随着氟化聚丙烯酸酯在环氧树脂中用量的增加,涂层腐蚀速率减小,在3.5%NaCl溶液中浸泡15 d后复合涂层仍有良好的保护效果。因此,引入氟化聚丙烯酸酯可以显著增强环氧树脂的防腐性能。

混凝土喷涂N-TiO_(2)/SiO_(2)硅丙光催化涂层自清洁性能研究

为了开发一种具有良好光催化活性和稳定性的混凝土喷涂光催化硅丙涂料。以稀HNO3预处理纳米SiO_(2)和钛酸四丁酯为原料,无水乙醇作为溶剂制备了N-TiO_(2)/SiO_(2)光催化材料。并将NTiO_(2)/SiO_(2)光催化材料掺杂到硅丙乳液中制备了光催化涂料,均匀喷涂到混凝土净浆块表面形成均一的涂层。采用X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱仪(DRS)和稳态荧光光谱仪(PL)等对光催化材料进行了表征。结果表明:N-TiO_(2)/SiO_(2)光催化材料的光催化活性比纯相TiO_(2)的优异,全光谱照射30 min内甲基橙降解率达到了99.75%,这得益于非金属N的掺杂拓宽了光谱吸收范围,实现了高效的光电子-空穴分离。涂层表现出优异的光催化活性和稳定性,全光谱照射10 h内甲基橙的降解率达到了94.78%,喷涂光催化涂料的混凝土净浆块置于自然环境下日晒雨淋35 d内甲基橙的降解率为90.25%,光催化涂层表现出良好的稳定性。N-TiO_(2)/SiO_(2)的掺杂虽然影响了光催化涂层的黏结强度和吸水性,但仍达到了聚合物水泥防水涂料黏结强度Ⅲ型要求和外墙涂料吸水性Ⅲ级要求,可以应用于室内外建筑工程项目。

高强度单组分聚氨酯防水涂料的制备与性能研究

为制备低温固化速度快、强度高的建筑防水用单组分聚氨酯防水涂料,以聚醚多元醇、异氰酸酯为主要原料合成了预聚体,将制得的预聚体与粉体填料、溶剂、助剂等按照一定配比制备了单组分聚氨酯防水涂料;并对其进行了红外表征。结果表明:当聚醚多元醇中330N质量分数为20%、预聚体—NCO含量为5%、粉体填料为绢云母粉、催化剂采用WCAT-WS2与DMDEE复配时,产品具有最佳的综合性能。当潜伏固化剂ALT-402、聚氨酯专用分子筛活化粉JLH-PU的质量分数分别为1%和5%时,产品放置120 d后涂膜细腻无泡。所得产品符合GB/T 19250—2013中Ⅱ型单组分聚氨酯防水涂料的要求,具有良好的稳定性和固化速度,应用前景广阔。

金属有机框架(MOFs)材料在防腐涂层中的应用研究进展

有机涂层在固化过程或长期使用中会出现裂纹、微孔等局部缺陷,导致有机涂层的预期防腐效果大大降低。近年来,金属有机框架(MOFs)涂层在构建高效耐用的金属防护材料方面展现出巨大的潜力。介绍了MOFs材料的结构特点和近年研究进展,从4个方面阐述了其在涂层中的防腐机理:通过MOFs的特殊结构改性纳米填料提高涂层抗渗透性、MOFs缓蚀剂阻止金属腐蚀、MOFs自修复材料弥补涂层缺陷、通过MOFs结构特性构建超疏水涂层。以上基于MOFs的复合防腐涂层已表现出巨大的研究潜力和商业价值,但MOFs涂层材料的大规模商业化应用,仍需在环保、低成本、产品稳定等多个方面做出努力。

没食子酸酯/改性苯丙防腐转锈乳胶的制备及性能研究

为提升乳胶的相容性及防腐性能,以没食子酸(GA)与乙二醇丁醚(BE)为原料合成没食子酸酯(GA-BE)作为转锈剂,采用预乳化-半连续种子乳液聚合法合成有机硅改性苯丙乳胶(SALSi)作为成膜物,制备没食子酸酯/改性苯丙防腐转锈乳胶(GA-BE/SAL-Si)。采用稳定性分析仪测试乳胶的稳定性,采用中性盐雾测试、盐水浸泡测试和电化学分析探究其防腐性,采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析探讨锈蚀转化前后基体表面形貌及转锈机理。结果表明:制备的GA-BE/SAL-Si具有较好的稳定性;在3.5%NaCl溶液浸泡下,覆涂GA-BE/SAL-Si试样的自腐蚀电流密度相较于锈蚀钢降低了2个数量级,相较于覆涂GA/SAL-Si试样降低了1个数量级,当GA-BE添加量为2.0%时,防腐效果最佳;经过168 h的中性盐雾测试及盐水测试后,对比GA/SAL-Si及GA-BE/SAL涂膜,GA-BE/SAL-Si涂膜表现出更佳的防腐性能;GA-BE结构中的酚羟基可与锈蚀产物发生螯合反应,生成新的Fe—O—C配位键,达到转锈的作用,配合SAL-Si,使涂膜具有良好的防腐和转锈性能。

聚醋酸乙烯酯基光固化核壳乳液的合成及其在水性木器涂料中的应用

为解决水性木器涂料涂装效率低的问题,首先构建了双键功能化PVAc基核壳乳胶粒,然后通过预乳化将多活性单体(TMPTA)在乳胶粒合成后期加入乳液,制备了PVAc基光固化复合乳液,并对其稳定性、光固化性能和漆膜性能等进行了研究。结果表明:所制备的PVAc基核壳乳胶粒壳层含有活性双键,且粒径远小于紫外光波长,可实现UV固化;通过调控活性单体的加入量,可显著加快PVAc基光固化复合乳液的成膜速度,应用于木器漆涂饰时,最快可在20 s内完成固化;同时乳胶膜性能可调控,在活性单体TMPTA与壳层双键的物质的量比为3∶1时,光固化乳胶膜的力学性能最佳,其拉伸强度为0.91 MPa,断裂伸长率为1.29%,弹性模量为70.54 MPa;此外,木器涂料漆膜硬度、附着力、光泽和粗糙度分别为4H、0级、23.7、1.15μm。所制备的PVAc基光固化复合乳液将在水性木器涂料具有广阔的应用前景。

离子液体缓蚀剂与氧化石墨烯在环氧磷酸锌涂料中的应用探究

为了研究自制咪唑溴盐离子液体缓蚀剂及氧化石墨烯对环氧磷酸锌防腐涂料综合性能的影响,向环氧磷酸锌底漆中引入咪唑溴盐离子液体缓蚀剂、氧化石墨烯及其复配体系,表征涂层表面形貌和元素分布,考察涂层力学性能和防腐性能。结果表明:加咪唑溴盐、氧化石墨烯及其复配体系能够不同程度地增强涂层的柔韧性和拉伸强度等力学性能;电化学腐蚀试验中,2种组分复配加入后,涂层的自腐蚀电流密度变小,防腐性能有效提高;盐雾试验中,2种组分复配更有利于改善涂层耐盐雾性能。

飞机透明件表面耐磨聚氨酯涂层的制备及其耐紫外老化性能的研究

为研制具有良好耐磨性和耐紫外老化性能的飞机座舱透明件表面用透明涂层,以聚己内酯多元醇、二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)为主要原料,模拟笼型低聚倍半硅氧烷(POSS)结构合成了一种“聚氨酯笼状多元醇”,对其进行了表征。考察了含氟单体和含丙烯酸链段改性“聚氨酯笼状多元醇”对涂层耐紫外老化性能、水接触角、附着力的影响以及改性纳米氧化铈、紫外线吸收剂用量对涂层性透光率、雾度、耐紫外老化、涂层表面状态的影响。结果表明:制备了符合预期的“聚氨酯笼状多元醇”结构链段;制备的透明涂层透光率≥90%,耐磨效果良好,且耐磨性随着涂层厚度的增加而增加;采用十三氟辛醇改性“聚氨酯笼状多元醇”链段,涂层耐紫外老化性能和疏水性提升;采用甲基丙烯酸异氰基乙酯改性“聚氨酯笼状多元醇”链段,制备的涂层耐紫外老化性能和附着力提升;添加0.4%的改性纳米氧化铈和0.8%的紫外线吸收剂UV-1577后,涂层的耐紫外老化性能提升明显,且对涂层透光率、雾度影响较小。

聚乙烯吡咯烷酮协助导电聚合物防腐涂层的构建及性能研究

为提高聚苯胺(PANI)涂层在酸性环境中长期服役稳定性,首先采用一步电聚合引入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对PANI进行改性,获得PANI-PVP底层,随后在PANI-PVP表面电沉积大分子质子酸植酸(PA)掺杂的聚吡咯(PPY)面层,构筑了PANI-PVP/PPY复合涂层体系。通过傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学性能测试等手段探讨了该复合涂层与单层PANI-PVP涂层之间的成分、结构和耐腐蚀性的差异。结果表明:PVP的修饰显著提高了PANI致密性,减少了PANI的孔隙缺陷并降低了其自腐蚀电流密度;同时,外层PPY的引入提高了复合涂层的导电性,使之具有良好的阳极保护功能。且PANI-PVP/PPY复合涂层服役360 h对不锈钢仍具有高效的腐蚀防护作用,涂层体系表现出稳定的耐腐蚀性。

海洋环境智能防腐涂层:结构设计与响应机制

为满足海洋环境下的长周期腐蚀防护的需求,当前研究重点主要集中在高性能智能响应腐蚀防护涂层,以及设计和开发出具有早期损伤预警与自修复功能的复合涂层。系统概述了国内外海洋苛刻环境下智能防腐涂层材料的最新研究进展,主要包括自修复防腐涂层和自预警防腐涂层,并介绍了关键因素对腐蚀防护性能的影响。未来,水下自修复、多通道缺陷响应、原位海洋验证实验和工业化应用是发展高性能海洋环境智能防腐涂层的重要趋势。