氯化镍与有机蒙脱土在环氧基膨胀型钢结构防火涂料中的协效作用

以有机蒙脱土(OMMT)和氯化镍(NiCl_(2))作为复配协效剂制备环氧基膨胀型钢结构防火涂料,通过锥形量热仪、热重分析仪(TG)、扫描电镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)系统研究了复配协效剂在防火涂料中的防火和抑烟作用。结果表明:单独添加OMMT和NiCl_(2)均能有效增强环氧基膨胀型钢结构防火涂料的隔热性能并降低燃烧过程中的生烟量和热释放,将二者复配使用表现出更好的协效作用。当m(OMMT)∶m(NiCl_(2))=1∶1时,膨胀型钢结构防火涂料的峰值热释放速率、峰值生烟速率以及300℃背温时间分别为291.3 kW/m^(2)、0.039 m^(2)/s和1465 s。TG结果表明,OMMT和NiCl_(2)复配使用可以降低涂料的峰值分解温度和质量损失速率,使涂层在700℃时的残炭率高达24.8%。SEM和FT-IR结果表明,OMMT和NiCl_(2)复配使用有利于形成更多含磷交联结构进而提高膨胀炭层的致密性和连续性,达到较好的防火和抑烟作用。

膨胀型钢结构防火涂层隔热性能的研究进展

隔热性能的准确量化是防火涂层厚度设计的关键。膨胀型钢结构防火涂层的隔热性能在高温下受升温速率的影响,投入使用后其隔热性能会发生退化,这些特点给膨胀型钢结构防火涂层的厚度设计提出了挑战。总结了膨胀型钢结构防火涂层隔热性能的定量表征方法,分析了隔热性能的影响因素以及这些因素的作用机理和规律,提出了膨胀型钢结构防火涂层厚度设计涉及的关键科学问题及解决方法。

丙烯酸硅烷酯柔性自抛光防污涂料制备及性能

以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸三异丙基硅酯为单体,制备了丙烯酸硅烷酯基体树脂,将其与韧性树脂(液态聚丁二烯)共同作为成膜共混树脂,并以Cu_(2)O作为主要防污剂组分、吡啶硫酮铜(CuPT)和代森锌(Zineb)为辅助有机防污剂组分,配制了柔性自抛光防污涂料。对丙烯酸硅烷酯基体树脂进行了FTIR表征和玻璃化转变温度(Tg)测定,对成膜共混树脂进行了SEM测试,对柔性自抛光防污涂料进行了柔韧性、附着力、吸水率和防污性能测试。结果表明,丙烯酸硅烷酯基体树脂的Tg=–20.54℃时,具有较好的物理机械性能;韧性树脂可以作为外增塑手段增加丙烯酸硅烷酯基体树脂的柔韧性,当m(丙烯酸硅烷酯基体树脂)∶m(韧性树脂)=7∶3时,成膜共混树脂的相容性最好;柔性自抛光防污涂料柔韧性为1级,在弹性体基材表面附着力达到4.0 MPa;经过60 d测试,吸水率为1.1%~1.2%;浅海浸泡挂板36个月显示出明显的防污效果。

氧化铝填料对绝缘涂层导热性能的影响

以高模数硅酸钾溶液为基料,氧化铝为导热绝缘填料,加入硅丙乳液、消泡剂,制备有机无机复合硅酸盐导热绝缘涂层。通过测试硅酸盐涂层的导热系数、体积电阻率、孔隙率、孔径分布和元素分布变化,研究绝缘硅酸盐涂层导热性能。结果表明,适当提高氧化铝的质量分数,硅酸盐绝缘涂层的导热性能提升。氧化铝填料球形形貌和大粒径更有利硅酸盐绝缘涂层的导热性能提升。当填料为粒径2.9μm的球形氧化铝,且质量分数在37.5%时,涂层的导热系数最高达1.072 W/(m·K),体积电阻率大于10^(8)Ω·m,此时涂层的导热绝缘性能达到最佳。

IPDI改性水性醇酸乳液的制备及性能研究

水性醇酸涂料漆膜的硬度、光泽与耐水性较油性醇酸涂料差,改进这些性能对水性醇酸涂料的推广应用有重要意义。本研究以大豆油、季戊四醇及苯酐为原料,采用醇解法合成醇酸预聚体,并引入异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)改性,通过相反转法制成IPDI改性水性醇酸乳液。研究了IPDI用量、中和剂AMP-95用量、乳化工艺对水性醇酸乳液性能的影响。结果表明:当IPDI用量(以苯酐的质量计)为50%,AMP-95用量(以树脂的质量计)为0.6%,乳化剂用量(以树脂的质量计)为5%,搅拌速度为4000 r/min时,所制得的水性醇酸乳液漆膜硬度达2H,光泽为90.87,表干2 h,耐水性24 h无异常,漆膜综合性能表现良好。

低温固化聚酯粉末涂料的研究与应用

以热固性聚酯粉末涂料为研究对象,介绍了成膜物质中聚酯树脂和固化剂的特性及其在粉末涂料中的作用,并从制备、固化机理、改性、应用4个方面综述低温固化聚酯粉末涂料的研究进展。为改善聚酯粉末涂料出现缩孔的问题,将活性官能团丙烯酸酯引入聚酯树脂中进行表面改性,得到聚酯/丙烯酸混合型粉末涂料,并对耐候性聚酯/丙烯酸粉末涂料的耐候性及固化反应原理进行概述。为降低粉末涂料的固化温度,使其符合低温固化的发展要求,针对合成聚酯粉末涂料成膜物质的相对特性,在树脂合成过程中引入环氧型官能团作为功能单体或直接与环氧树脂混合。聚酯粉末涂料已在家具、汽车及家用电器领域得到广泛应用。未来,聚酯粉末涂料朝着节能环保、多样性和更广泛的适用性发展。

水性饰面型防火涂料的制备及其耐火性能研究

[目的]配方对防火涂料的性能有很大影响。[方法]以苯丙乳液和硅溶胶作为基料,聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺作为阻燃体系,二氧化钛作为颜填料,六偏磷酸钠作为分散剂,磷酸三丁酯作为消泡剂,羧甲基纤维素作为增稠剂,研制了一种适用于钢结构的水性饰面型复合膨胀防火涂料。利用模拟大板燃烧试验考察了各组分的质量分数对涂料性能的影响,并采用扫描电镜(SEM)对防火涂层燃烧后的微观结构进行表征。[结果]最佳配方为:苯丙乳液20.0%,硅溶胶4.0%,聚磷酸铵27.0%,季戊四醇22.0%,三聚氰胺21.0%,颜填料4.0%,助剂2.0%。此时涂料的耐燃时间长达57 min,燃烧后形成的炭层致密。[结论]该涂料具有良好的防火阻燃效果。

生物基阻燃水性聚氨酯涂料的制备及对胶合板性能的影响

针对包装、建筑和家具领域使用的胶合板易燃的问题,对胶合板进行阻燃处理,利用蓖麻油、马来酸酐、异佛尔酮二异氰酸酯、季戊四醇、三乙胺、硼酸锌、丙酮、乙二胺,通过丙酮法制备生物基阻燃水性聚氨酯乳液,采用浸渍涂布法制备阻燃杨木胶合板。根据GB/T 1040.3—2006对水性聚氨酯胶膜的物理性能进行测试,采用傅里叶变换红外光谱表征硼酸锌添加量不同的乳液的官能团,采用氧指数测定仪、热重分析仪、锥形量热仪、导热系数测试仪表征阻燃处理前后杨木胶合板的阻燃性能、热稳定性、热释放速率和隔热性能,并探究了阻燃杨木胶合板的抗流失性能。结果表明:阻燃杨木胶合板具有良好的阻燃性能,当硼酸锌添加量达到7.5g时阻燃杨木胶合板的极限氧指数可达34.8%,残炭率较对照样提高了360.94%,最大热释放速率降低了24.10%,总热释放量下降了43.32%,总烟释放量下降了37.50%,导热系数下降了24.14%,同时抗流失性也有所提升。生物基阻燃水性聚氨酯乳液可以增强杨木胶合板的阻燃性能,较直接添加硼酸锌具有更好的抗流失性,可以为胶合板提供更持久的阻燃效果。

水性无机耐高温防腐涂料的研制

以硅烷KH560、甲基三甲氧基硅烷偶联剂、气相二氧化硅和氢氧化钾为主要原料合成水性无机耐高温树脂,为提高涂料的耐热性,选择铜铬黑、磷酸锌、碳酸镁作为主要颜填料,并选用抗开裂粉料、消泡剂、分散剂等提高涂层外观及涂料的施工性能等。结果表明,该涂料有机挥发物低于100mg/L,涂层能在200℃固化成膜,700℃煅烧2h仍具有良好的防腐性能,且附着力好、耐盐雾性能良好。

TRIZ理论在提高石油钻井平台涂料耐腐蚀性方面的应用

目的提高石油钻井平台防腐涂料的耐腐蚀性,减少由于石油钻井平台防腐涂层失效造成的经济损失。方法本文以石油钻井平台漆装系统为研究对象对其进行系统分析,并基于TRIZ理论(Teoriya Reshenivya Izobreatatelskikh Zadatch,TRIZ,译为发明问题解决理论)中的功能分析、因果分析、裁剪、九屏幕法、物理矛盾等工具对石油钻井平台漆装系统中涂料的组成成分进行创新设计。结果本文共得到了12个方案,通过初步分析选用了其中的5个方案构成解决问题的最优方案:首先在聚氨酯面漆中加入共轭结构的邻羟基苯甲酸甲酯,同时加入对苯醌自由离子捕捉剂,捕捉二氧化钛分子因吸收紫外线产生的自由基,防止面漆老化。此外还在面漆中加入OTS-SiO_(2)超疏水材料,阻止微生物附着。然后将环氧树脂中间漆中的不锈钢鳞片由不导电的玻璃鳞片替换。最后在底漆中加入弹性材料(微米级橡胶粒子),改善涂层易剥落的问题。结论该研究成果为提高防腐涂料的耐蚀性和环保性提供了参考。

防火涂料的研究进展

防火涂料是近年来关注度较高、发展迅猛的特种功能涂料,被广泛应用在城市高楼、隧道和古建筑的保护等众多领域。从防火涂料的结构设计、性能改进以及标准化更新等角度出发,综述了钢结构防火涂料、饰面型防火涂料和隧道防火涂料近年来国内外的研究进展。简述了防火涂料的未来发展趋势,并对新一轮的技术革新提出构想。

船舶防污减阻涂料研究进展

海洋生物污损引发船体腐蚀加速、寿命缩短、航行阻力增加以及燃料损耗增加等问题,已成为海洋工业的全球性问题。随着人们对海洋环保意识的提高,传统防污涂料释放防污剂的污染问题被日益关注,研究环境友好型防污减阻涂料逐渐成为发展趋势。本文综述了两种防污减阻涂料的研究进展,污损释放型涂料以有机硅和有机氟为研究重点,仿生防污涂料主要研究仿生表面结构与天然活性物质等。本文阐述了现有研究的优缺点及未来研究方向,最后展望了防污减阻涂料的应用前景与发展方向。

具有抗紫外线功能的光固化涂料组合物的制备与性能研究

以羟基二苯甲酮、2-巯基苯并噁唑、芳基酰氯为原料,采用简单、温和的方法合成了新型二苯甲酮衍生物和含苯并噁唑的硫酯类衍生物,采用核磁氢谱1H NMR、核磁碳谱13C NMR和高分辨质谱HRMS等测试手段对目标化合物进行表征,并对其进行了光学性能测试,并用其制备了具有抗紫外线功能的光固化涂料。结果表明:两类衍生物能有效吸收220~350 nm的紫外光,与低聚物、单体相容性好,无气味。新合成的二苯甲酮衍生物作为光引发剂可使涂层固化时间大幅缩短到9 s,固化膜的外观、附着力和凝胶率相较于市售光引发剂BP有明显提高;硫酯类衍生物作为紫外吸收剂不仅能够增加光固化涂层的抗紫外线功能,且易于光固化涂料的制造、贮存。该组合物在罩面剂、油墨、胶黏剂等领域也有良好的应用前景。

喷涂聚脲弹性体及复合结构抗爆抗冲击性能研究进展

防护结构的抗爆抗冲击性能是生命安全的重要保障,材料和结构是提高防护性能的2种主要途径。喷涂聚脲弹性体凭借良好的力学性能和耗能特性被广泛运用于抗爆抗冲击防护领域。从喷涂聚脲弹性体的抗冲击性能出发,介绍了不同试验方法下喷涂聚脲弹性体优异的爆炸冲击防护性能,分析喷涂聚脲弹性体在不同应变率和环境下良好的适应性,发现涂层厚度和涂层构造会对材料抗冲击性能产生影响;从材料微观层面以及阻抗失配的角度综述了喷涂聚脲弹性体的抗冲击机理,最后阐述了抗冲击复合结构的耗能机理以及优化方法,指出了喷涂聚脲弹性体以及复合结构尚存在的部分问题以及发展方向。

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜用透明耐高温防黏涂层的制备及性能研究

以三氟丙基三甲基环三硅氧烷(D_(3)F)、八甲基环四硅氧烷(D_(4))、四甲基二氢二硅氧烷(D_(2)^(H))为原料,经开环缩聚、硅氢加成、水解共缩聚反应制得了一种有机-无机杂化改性氟硅树脂(AFPS@SiO_(2)),将其涂覆于PET膜表面,制得透明耐高温防黏涂层。通过红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、热重分析仪(TGA)对目标产物的结构、形貌及性能进行表征测试,讨论了分子链节物质的量比[n(D)∶n(DF)]对涂层水接触角、剥离力、附着力、硬度和透光率的影响。结果表明:当n(D)∶n(DF)=3∶2时,防黏涂层的综合性能最优,其水接触角为108.1°,剥离力为0.029 N/cm,附着力为1级,硬度为4H,透光率为90.0%。提供了一种PET膜用透明耐高温防黏涂层的制备思路,为后续研究提供了参考。

聚苯胺-碳化硅复合材料在膨胀型防火涂料中的应用

膨胀型防火涂料在阻隔基材迅速升温方面具有明显效果。试验合成了聚苯胺-碳化硅(PANI-SiC)复合材料,通过SEM、FTIR、XRD等手段分析了复合材料的形貌、组成和结构,考察了单组分膨胀型防火涂料乳液的种类及复合材料含量对涂层防火耐火性能的影响。结果表明:醋酸乙烯-乙烯(VAE)乳液相比于苯丙乳液和丙烯酸乳液可以更好地提升涂层的膨胀倍率和耐火性能。随着PANI-SiC含量的增加,涂层的膨胀倍率增加,背面温度降低,10%含量复合材料的防火涂层表现出优异的耐火性能。

基于液体橡胶修复剂的光热响应自修复环氧涂层的制备及研究

提出了一种基于热固性树脂自修复性与热塑性液体橡胶流动性的自修复涂层结构,并通过炭黑实现其光热自修复。采用环氧树脂基体、热塑性液体丁腈橡胶(CTBN)修复剂以及光热填料炭黑(CB),制备了一种基于液体橡胶修复剂的光热响应自修复涂层。采用红外热成像仪、热重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜等对涂层进行了表征,研究了CB对涂层光热性能的影响,修复剂对涂层形态和性能的影响以及涂层的自修复行为。结果表明:在近红外光照射下,少量CB有利于提高涂层吸收率,从而大大提高光热性能。作为热塑性修复剂的CTBN在微尺度分散于环氧树脂中,流入并填充裂纹;涂层的光热性能随CTBN含量的增加而增加,添加0.08%CB、7.69%CTBN的涂层在0.8 W/cm^(2)的光功率密度下表现出优异的自修复性能。同时,裂纹修复后的涂层能够有效地恢复其耐腐蚀性。

环氧树脂/聚酰胺配比对膨胀型钢结构防火涂料防火和抑烟性能的影响

为了增强钢结构防火涂料的防火和抑烟性能,以环氧树脂(EP)/聚酰胺树脂(PA)体系作为成膜聚合物制备膨胀型钢结构防火涂料,通过锥形量热仪、烟密度仪、热重分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM)等系统研究了EP/PA配比对膨胀型钢结构防火涂料防火和抑烟性能的影响。结果表明:钢结构防火涂料的防火和抑烟性能与EP/PA成膜聚合物体系的配比密切相关,m(EP)∶m(PA)=3∶2时所制备的涂层在燃烧过程中形成更多的含磷交联结构,表现出最佳的防火、抑烟和成炭效果,在800℃时的残炭率达到27.7%,最大比光密度低至172.4,其保护下钢板背温达到300℃所需时间为1570 s。

高附着轻质复材用防护涂料的研制

为提升碳纤维/环氧复合材料的防护性能,降低其吸水率,延长复合材料的使用寿命,采用不同相对分子质量的聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)对环氧树脂进行改性,设计合成了高性能改性树脂作为成膜物,制备了复材用防护涂料。同时,进一步调控了涂料的颜基比,系统研究了涂层的耐候性、附着力、耐水性及阻燃性等性能。结果表明:当采用相对分子质量为800和2 000的PTMG且二者质量比为3∶2时,得到的改性树脂性能最佳。当涂料颜基比为1.1时,制备的涂层具有良好的耐环境适应性、耐水性,吸水率低至0.6%,氧指数为25.8%,拉开法附着力可达25.33 MPa,能够为复合材料提供良好的防护能力,具有广阔的应用前景。

高效磷氮硅防火涂层的制备与性能研究

为提高木材防火性能,采用六氯环三磷腈(HCCP)和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THEIC)合成了新型磷腈枝化物(HT),HT与异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(IPTS)制备了木材防火涂层。研究了涂层的透明性、热稳定性、硬度和防火性能。结果表明:涂层高度透明,铅笔硬度达3H,极限氧指数提高30%,垂直燃烧UL-94测试达V-0等级。锥形量热结果表明,与纯木材相比,涂层处理后的木材的最大热释放速率和总热释放量分别降低了25.5%和53.2%,同时涂层可以使生成的炭层更加致密、完整,可有效阻隔热量与可燃气体,使木材的防火性能得到提高。