纳米二氧化钛/玻璃鳞片协同增强环氧树脂的耐磨性研究

[目的]环氧树脂(EP)复合材料虽有良好的力学性能和化学稳定性,但脆性大、摩擦因数高、耐磨性差,使其难以满足运动摩擦部件的性能要求。[方法]通过向EP基体中添加改性纳米TiO_(2)和玻璃鳞片(GF)制备了TiO_(2)/GF/EP复合材料,研究了纳米TiO_(2)添加量对复合涂层性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对涂层的断面形貌和分子结构进行了表征。[结果]利用KH-550硅烷偶联剂对纳米TiO_(2)进行改性处理消耗了其表面大量的羟基,有效减少了纳米TiO_(2)的团聚。GF和改性纳米TiO_(2)与EP基体的界面相容性良好,TiO_(2)/GF/EP复合涂层的致密性与纯EP涂层相比明显提高。对于添加了相对于EP质量4%的纳米TiO_(2)和30%的GF的复合涂层,其显微硬度比纯EP提高了46.8%,摩擦因数和磨损后的质量损失分别比纯EP减小了46.1%和52.0%。[结论]改性纳米TiO_(2)和GF共同作为填料加入,可使EP的显微硬度和耐磨性得到明显提高,摩擦因数明显减小,综合性能得到提升。

低黏度无溶剂环氧石墨烯玻璃鳞片涂料的研制

针对现有环氧石墨烯玻璃鳞片涂料环境污染大、防腐性能周期短、漆膜柔韧性差、不能采用传统喷涂施工工艺等问题,以长碳链羰基化合物功能增韧树脂与低相对分子质量的液体双酚A环氧树脂作为成膜物,无溶剂改性脂环胺和腰果壳油酚醛胺作为固化剂,引入纳米级片状石墨烯,复配玻璃鳞片,共同构建三维立体屏蔽层,制备了低黏度无溶剂型环氧石墨烯玻璃鳞片重防腐涂料。探讨了树脂复配比例、固化剂复配比例、玻璃鳞片和石墨烯加量对涂层防腐性能的影响。结果表明:当m(E51环氧树脂)∶m(312树脂)=2∶1、m(CK-5106脂环胺)∶m(D0590腰果壳油酚醛胺)=10∶1、玻璃鳞片质量分数为20%、石墨烯质量分数为0.4%时,涂料常温下黏度低至90 KU,可直接采用传统的高压无气喷涂施工工艺,制备的涂层防腐性能优异、柔韧性佳,固含含量接近100%,较传统涂层厚度降低60%,可满足石油炼化、海洋等领域防腐蚀标准及需求。

二氧化硅/玻璃鳞片协同增强的环氧树脂耐磨性研究

以环氧树脂(EP)为基体,通过添加玻璃鳞片(GF)和改性纳米SiO_(2)制备了SiO_(2)/GF/EP复合涂料,考察了纳米SiO_(2)添加量对复合涂料性能的影响,通过傅里叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜对涂层的结构和断面形貌进行了表征。结果表明:利用硅烷偶联剂对纳米SiO_(2)进行改性处理,在其表面引入了可与环氧基团反应的氨基基团;当纳米SiO_(2)添加量为5%(质量分数)、GF添加量为30%(质量分数)时,复合涂层的硬度比纯EP提高了57.7%,磨损失重和摩擦系数比纯EP减小了57.0%、49.3%;改性纳米SiO_(2)和GF与EP基体界面相容性良好,与纯EP相比,SiO_(2)/GF/EP复合涂层的韧性和致密性明显提高。

改性玻璃鳞片/水性环氧防腐涂料的研制

将硅烷偶联剂KH560作为改性介质,采用化学接枝法在KH560与玻璃鳞片(GF)的质量比分别为1∶1、3∶1和5∶1的条件下合成了KH560/GF、3KH560/GF和5KH560/GF三种表面改性玻璃鳞片。红外光谱和扫描电镜的测试结果表明KH560发生水解缩合并与玻璃鳞片表面的活性羟基共价键合,硅烷低聚物沉积到玻璃鳞片表面形成包覆层。再以改性玻璃鳞片为防腐填料,搭配环氧乳液、颜填料和各类助剂研制了一款性能优异的双组分水性环氧防腐涂料,探讨了水性环氧树脂种类、树脂与固化剂的质量比、改性玻璃鳞片种类及其用量对漆膜性能的影响。实验结果表明:当选用环氧乳液2060和固化剂725且其质量比为5∶1,3KH560/GF在防锈体系中的质量分数为60%时,所制涂层综合性能最佳,耐中性盐雾时间可达720 h。

环氧乙烯基酯树脂/玻璃鳞片复合材料冲击韧性的影响因素

研究了树脂性能及含量、玻璃鳞片形状、球形填料以及表面活性剂等因素对树脂基玻璃鳞片复合材料的冲击韧性影响。发现树脂增韧以及含量增加可显著提升复合材料的冲击韧性;减小玻璃鳞片片径虽可有效提升材料冲击韧性,但会导致材料水蒸气渗透量增加,因此鳞片片径不宜小于0.4 mm;白炭黑含量在1.5 wt%时冲击韧性达到峰值;偶联剂含量不高于1 wt%时,冲击韧性随偶联剂含量提高而增长。

防腐材料的制备及性能研究

金属腐蚀极大地缩短了船舶等海洋设施的使用寿命,浪费大量的人力、财力。开发性能优异的防腐材料,以延长海洋设施的使用寿命。设计鳞片玻璃的组成,并对不同组成配方玻璃进行熔制和玻璃鳞片样品制备,对样品进行XRD、SEM、EDS等性能分析,得出适合的制备组成和工艺参数。

脱硫塔乙烯基玻璃鳞片内衬耐新型脱硫剂腐蚀研究

我国碳达峰碳中和目标、碳捕集利用储存的需求为火电厂烟气脱硫技术的进步带来了机遇,某公司开发的新型脱硫剂提升了其脱硫脱碳的性能,但其对脱硫塔内部树脂基玻璃鳞片内衬作用机制仍不明确,存在应用风险。为了研究乙烯基玻璃鳞片内衬防腐涂层耐新型纳米脱硫剂腐蚀老化作用的影响,本研究设计开展含不同浓度新型脱硫剂的浆液浸泡模拟试验。通过对浸泡试验前后的涂层样品进行宏观质量与外观、表面微观形貌、巴氏硬度、耐磨性能和力学强度测试,分析了涂层腐蚀老化行为与规律,揭示了其可能的失效机理。试验结果表明随着浆液浸泡试验时间的增加,涂层样品出现不同程度的腐蚀老化现象,样品质量吸水增重,表层出现鼓包现象,SEM结果表明表面局部粉化,样品巴氏硬度、耐磨性能、力学强度均呈现较明显的下降趋势。因此,本研究建议在树脂基玻璃鳞片防腐涂层的实际应用中应提高性能和工艺要求,选择合适的玻璃鳞片种类以及树脂基材料,将有利于新型纳米脱硫剂的成功应用。

乙烯基脂玻璃鳞片涂层在S31603钢板表面附着力的研究与应用

乙烯基酯玻璃鳞片是一种适用于恶劣工况的常用涂层材料,广泛用于海上油田碳钢分离器和管道的防腐。国内没有在不锈钢上使用乙烯基酯树脂涂层材料的先例,缺少乙烯基酯玻璃鳞片涂层在S31603材料的黏合力数据。该文以英国Corrocoat公司CorroThane XT涂料为例,研究了乙烯基酯聚氨酯玻璃鳞片涂料在S31603钢板表面的黏连性能,并成功应用于南海EP油田油气分离器罐3 mm厚度S31603衬层修复。该文介绍了S31603基材试板CorroThane XT涂层的测试方案,包括试板预制、模拟容器罐温升试验、附着力拉拔测试等相关的过程,研究了分离器内部CorroThane XT涂覆工艺和跟踪修复效果,提出了海上油气分离器内防腐修复的新方法,可在船舶和管道内防腐领域推广应用。

湿法脱硫氧化风管道频繁断裂分析及解决措施

对脱硫石膏品质变差的问题进行研究,通过检测发现CaSO_(3)·1/2 H_(2)O含量超标,找到了造成该问题的原因,即浆液的氧化不充分。根据脱硫化学反应式,计算理论空气量,排除了氧化风量不足这一原因。经检修期间对脱硫塔内氧化风管的检查,发现氧化风管断裂是造成氧化风分布不均从而导致石膏变差的根源。对氧化风管的固定结构进行改造,合理利用管箍结构,并充分考虑风管热态膨胀,利用聚四氟乙烯垫片降低滑动摩擦力,并避免了玻璃鳞片结构的滑动损伤,从根本上解决了氧化风管频繁断裂的问题。

玻璃鳞片含量对环氧类重防蚀涂层抗蚀性能的影响

通过测试环氧类玻璃鳞片涂层的吸水率和腐蚀电化学参数 ,研究了鳞片含量对环氧类重防蚀涂层抗渗透性能的影响。研究结果表明 :当玻璃鳞片质量分数小于 3 0 % ,涂层的抗渗透性能随鳞片含量的增加而增强 ;当玻璃鳞片质量分数为 3 0 %时 ,涂层的抗渗透性能最强 ;当玻璃鳞片质量分数超过 3 5%时 ,涂层的抗渗透性能随鳞片含量的增加而降低。

海洋环境防腐蚀玻璃鳞片涂料的研制

用中碱玻璃鳞片为主要防腐蚀颜料，制备了一种适用于海洋气候的高固含厚浆型环氧玻璃鳞片涂料，并且考察了不同玻璃鳞片及其用量、粒径对涂层耐介质性能的影响。结果发现选用偶联剂包覆较好的玻璃鳞片，粒径为300 目，用量为20%～25%，最能发挥其阻隔屏蔽效应。并且针对海洋环境的特殊性，对比测试了环氧玻璃鳞片涂料和普通环氧涂料的耐阴极剥离性能。

玻璃鳞片导电涂料的研究

以自制的化学镀银鳞片石墨对传统的无溶剂型环氧玻璃鳞片涂料进行改性,制得了玻璃鳞片导电涂料。研究了含不同质量分数化学镀银鳞片石墨的玻璃鳞片导电涂层的电阻、表干/实干时间、厚度、硬度、耐蚀性及其BSE照片。结果表明,含有化学镀银石墨的玻璃鳞片涂料其表干/实干时间缩短、厚度增加、硬度和耐蚀性均有所提高。确定了化学镀银鳞片石墨在涂料中的最佳质量分数为30%。所得玻璃鳞片导电涂料的电阻率为252.75Ω·cm。

聚苯硫醚掺杂改性玻璃鳞片防腐涂层耐腐蚀性研究

以改性玻璃鳞片及聚苯硫醚(PPS)作为功能填料,添加到防腐涂层中,研究防腐涂层在酸腐蚀液中的防腐蚀行为,通过红外测试、吸水性试验、扫描电镜(SEM)、电化学测试等方法对防腐涂层性能进行分析表征,考察防腐涂层的防腐蚀行为,对其防腐机理进行研究。结果表明:添加了经改性的玻璃鳞片和PPS粉末作为功能填料的防腐蚀涂层,由于材料自身良好的耐腐蚀性、低吸水率以及涂层内部的迷宫效应,使得涂层的抗渗透性以及耐腐蚀性都有较大程度的改善。

固化条件对环氧玻璃鳞片涂层界面强度的影响

为提高胶粘涂层与金属基体的结合强度,研究了固化条件对环氧胶粘涂层 金属界面强度的影响,以得到用适于环氧玻璃鳞片涂料的固化方式,采用对接拉伸试验法研究了玻璃鳞片的质量分数为25%时固化条件对添加玻璃鳞片的环氧胶粘涂层界面强度的影响。研究结果表明,在所采取的试验条件下,经历了60℃下加热2h的环氧玻璃鳞片涂层与钢基体之间有较高的界面强度。固化条件变化将引起接头宏观破坏类型的变化,即由室温固化48h时的环氧胶 涂层间界面破坏为主,转变为加热固化时的玻璃鳞片漆内聚破坏为主。破坏模式的变化可能由涂层固化中出现的内应力所引起。

改性环氧丙烯酸水性防腐涂料制备研究

以自制的有机硅KH570改性环氧丙烯酸乳液为基料,玻璃鳞片为防腐填料,钛白粉为颜料,制备了水性防腐涂料;耐酸碱盐试验、交流阻抗和极化曲线测试评价了涂料防腐性能,优化了防腐涂料配方和工艺。结果表明,优化配方为:颜基比2.9∶1,25.5%180μm玻璃鳞片,11.2%钛白粉,47.96%环氧乳液做基料;颜填料研磨1 h,分散30 min,在马口铁磷化后涂刷3次,膜δ为(0.25±0.02)mm。测试结果显示,涂层交流阻抗达108.24Ω,腐蚀电流0.37μA,具有良好的防腐性能,各项指标满足JB/T224-2007《建筑用钢结构防腐涂料》对防腐涂料的要求。

玻璃鳞片对聚氨酯复合结构的阻尼性能影响

填料对阻尼材料和结构的减振效果具有重要的影响,本文以聚氨酯阻尼材料、自由阻尼结构和约束型阻尼结构为研究对象,利用半功率带宽法,考察聚氨酯阻尼材料中加入玻璃鳞片的含量、尺寸对悬臂梁结构复合损耗因子的影响规律,为阻尼材料的改性及阻尼结构设计提供基础理论依据。结果表明,玻璃鳞片在聚氨酯阻尼树脂中呈定向排列,形成多层片层结构。随着玻璃鳞片的加入,通过玻璃鳞片和阻尼树脂之间的界面摩擦可消耗更多的能量,使得复合损耗因子变大,但过高的玻璃鳞片含量会限制其运动,从而导致复合损耗因子降低;当聚氨酯阻尼树脂中加入的玻璃鳞片的尺寸逐渐变大时,阻尼结构的复合损耗因子逐渐变大,且复合损耗因子增大的速度逐渐减小。

防腐蚀涂料

简述了金属腐蚀的危害及涂料防腐蚀机理，并论述了几种常用防腐蚀涂料的性能特点、现状及发展。

玻璃鳞片/环氧树脂复合材料的界面优化研究

采用 ESCA、IR等研究了玻璃鳞片表面改性前后表面的变化 ,分别用 SEM、盐水浸泡实验和电子万能测试机研究了复合材料的界面、抗渗透性和力学性能。结果表明 :玻璃鳞片表面经改性后形成了一层有机物分子层 ,优化了玻璃鳞片与环氧树脂的界面结合 ,提高了复合材料的抗渗透性和力学性能。

水性重防腐涂料的研究进展

概括了几种水性重防腐涂料所用的树脂及其研究进展,重点综述了水性环氧重防腐涂料和水性无机硅酸锌涂料的发展状况。其次,讨论了几种应用于水性重防腐涂料的防锈颜料和鳞片状填料,特别是对于玻璃鳞片进行了比较详细和深入的分析。最后,对于水性重防腐涂料未来的发展方向提出了展望。