双组分聚氨酯-聚脲涂料的制备与性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、不同比例的聚醚二醇(N-220)和聚醚三醇(N-330)与固化剂4,4′-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)制备双组分聚氨酯-聚脲(PUU)复合涂料。研究了合成预聚体的适宜反应条件、异氰酸酯指数(R值)、软段中两种聚醚多元醇的比例对涂料性能的影响。通过二正丁胺法、红外光谱(FT-IR)、拉伸强度、接触角、差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)对涂层进行了分析。结果表明:78℃左右体系反应时间最短,得到的涂料体系稳定。预聚体中R值增加,涂膜的断裂强度增大,断裂应变减小,R=4时,涂膜有良好力学性能。当n(聚醚二醇)∶n(聚醚三醇)=1∶1时,聚氨酯涂料的综合性能最好;n(聚醚二醇)∶n(聚醚三醇)=3∶1时接触角最大;玻璃化转变温度逐渐升高。

基于EDEM双组份复合涂层混合挤出螺杆结构分析

为了实现双组份复合涂层的自动化混合搅拌,提高混合均匀程度,基于离散元法对复合涂层混合挤出螺杆进行结构对比分析。建立了3种双组份复合涂层混合挤出螺杆结构模型,然后通过EDEM对3种螺杆结构内双组份涂料颗粒的混合程度进行了离散元分析,通过仿真分析得到3种螺杆结构中复合涂料的连续性、流动性和混合度,对仿真结果对比分析发现在同等条件下,销钉螺杆结构中复合涂料的连续性、流动性和混合度最好。最后,对销钉螺杆结构进行实验分析并与手工搅拌试样进行数据对比,通过实验数据发现销钉螺杆结构制作的试样力学性能优于手工搅拌的试样,验证了仿真分析的正确性。

二维导电纳米材料在聚合物燃烧预警及阻燃应用中的研究进展

石墨烯、MXene等二维导电纳米材料由于具有独特的结构和导电性,在火灾预警和阻燃领域展现出优异的性能和广阔的应用前景。聚合物及其复合材料的广泛应用带来了一定的安全隐患和火灾风险。但传统火灾报警器难以在未见明火的预燃阶段及时发出警报信号,进而导致救援人员错失最佳救援时间,因此火灾的早期预警对保护人身安全和财产具有重要意义。广大科研工作者分别从绿色、环保、舒适、消防安全等角度出发,致力于提高材料的阻燃性、灵敏度以及响应时间。本文综述了近年来预警阻燃涂层的响应机制及研究现状,介绍了以石墨烯、MXene二维导电纳米材料为主的预警阻燃涂层的制备方法、预警阻燃机制及性能改进策略,总结了目前研究工作中仍旧存在的不足以及未来的发展方向,能够为阻燃预警相关工作的开展提供参考。

环保型仲胺扩链剂在双组分聚脲防水涂料中的应用

仲胺扩链剂是双组分聚脲防水涂料配方体系中的关键原材料,其分子结构中的位阻基团可有效降低反应活性、改善操作性,提高配方容忍度,同时改善材料性能。本文重点介绍了3类环保型液体仲胺扩链剂在双组分喷涂聚脲防水涂料(芳香族、脂肪族)、双组分涂刷聚脲防水涂料(天冬聚脲、新型、黏弹型)共5个不同配方体系中的应用。

二维层状材料MXene的制备及其在表面涂层的研究进展

阐述了MXene的组成和分类,详细描述了MXene的制备方法,分析了MXene化学结构对性能的影响,总结了其在传感器、水处理、金属防腐、电磁屏蔽等表面涂层领域的研究现状。最后对MXene材料的制备及其在表面涂层应用中的挑战和发展趋势做出展望,指出MXene的无毒或低毒刻蚀、高效插层剥离以及端基官能团调控等是MXene材料在制备环节未来发展的方向,而提升与其他材料的界面作用力则是MXene在应用领域亟需优化的设计难点。

大容积下涂料均质化技术研究

重防腐涂料在长时间的贮存过程中,特别是大容积涂料桶中长时间贮存会出现分层现象,导致涂料涂层不均匀或涂料不能使用,且重防腐涂料多为双组分涂料,所以涂料使用前必须搅拌均匀。为探究不同搅拌方式对大容积下涂料相关性能的影响,从搅拌器结构、搅拌时间及搅拌速度3个因素对涂料进行均质化搅拌试验,测得搅拌后涂料的黏度和固化成型后的涂膜附着力,并对试验结果进行分析,验证不同搅拌方式对大容积下涂料性能的影响规律。

水性工业涂料的发展与应用

综述了水性工业涂料的单组分涂料、双组分涂料以及功能性涂料产品种类,列举了近十年来相关的产品标准,对水性工业涂料的市场应用和性能要求作了简要介绍。

白菜种子cDNA酵母文库的构建及BrTTG1互作蛋白的筛选及分析

【目的】通过构建白菜种子的cDNA文库,筛选WDR 40蛋白TRANSPARENT TESTA GLABRA 1(TTG1)的互作蛋白,探究TTG1参与MBW三元复合体调控种皮原花青素形成的分子机制。【方法】以棕籽白菜自交系‘B147’的种子为材料,提取总RNA并建立cDNA文库,通过gateway技术构建诱饵载体pGBKT7-TTG1并进行酵母双杂交筛库。【结果】酵母文库库容为1.2×10^(7)CFU,文库滴度是5.0×10^(7)CFU/mL,插入片段平均长度大于1000 bp,诱饵载体在酵母中无自激活活性。通过构建的诱饵载体pGBKT7-TTG1与构建的cDNA文库杂交,共获得了38个阳性互作蛋白,功能预测显示其中一个蛋白注释为MYB转录因子,注释为MYB73,序列分析结果显示该基因含有R2R3-MYB型抑制子保守基序C1和C2,推测该基因为白菜中参与种皮颜色形成的R2R3-MYB型抑制子,暗示着白菜中可能存在不同MYB转录因子参与的调控网络,影响着原花青素的形成。【结论】本研究构建了白菜种子组织的酵母双杂交cDNA文库,获得了38个TTG1阳性互作蛋白,首次挖掘到了可能影响白菜种皮颜色原花青素形成的R2R3-MYB型抑制子MYB73,为后期探究白菜种皮原花青素的调控网络奠定良好的基础。

轴承滚珠表面二维异质纳米复合涂层制备及固体超润滑研究

目的针对工程规模生产的二维异质纳米粉体因强边缘效应和摩擦导致的复杂接触重构等问题,提出一种利用二维异质纳米粉体实现宏观超润滑的策略,分析摩擦界面二维材料的复杂接触重构现象,推动二维异质纳米粉体宏观超润滑的工程应用。方法通过掺入石墨烯边缘氧,削弱二维纳米材料边缘钉扎效应,促进二维异质纳米粉体发生异质结转化,并控制同质结-异质结转化,实现载荷和速度可调的宏观超润滑。结果相较于无氧掺入体系,石墨烯边缘氧可以诱导二维异质纳米片(石墨烯、MoS2)在轴承滚珠表面的分层组装和充分混合,制备出大量纳米尺度同质结和异质结共存的复合涂层。当与无定形碳薄膜组成摩擦副时,二维纳米复合涂层实现了载荷和速度可调的宏观超润滑(摩擦因数低至0.007)。分子动力学模拟结果显示,石墨烯边缘原子的活性较高,容易发生层间化学作用和边缘钉扎效应,而边缘氧钝化后可以有效削弱边缘钉扎效应。结论通过引入石墨烯边缘氧钝化技术,可以有效削弱边缘钉扎效应,促进二维异质纳米粉体到异质结的转化,调控同质结-异质结的转化,实现宏观超润滑,这为结构超滑的规模放大和工程应用提供了重要的技术途径。

新型双组分涂刷聚脲防水涂料的制备与性能研究

以液体仲胺扩链剂WANALINK■6200、芳香族异氰酸酯预聚体为主要原料,制备了一种新型高固含双组分涂刷聚脲防水涂料,拉伸强度23.66 MPa、断裂伸长率498%、撕裂强度66.5 N/mm、粘结强度3.16 MPa、硬度89A,具有良好的耐磨、防水性能,可满足DL/T 5317—2014《水利水电工程聚脲涂层施工技术规程》中对Ⅱ型双组分涂刷聚脲的性能要求。基于液体扩链剂WANALINK■6200,还可开发防火型和无溶剂型双组分涂刷聚脲防水涂料。

高触变高抗流挂双组分水性环氧涂料的制备

双组分水性环氧涂料具有触变性和抗流挂性不易调节的问题。采用聚氨酯缔合型增稠剂和膨润土复配,并选用乳液型胺固化剂取代常用的水溶性胺固化剂的方式,制备了一款具有高触变、高抗流挂和优异综合性能的双组分水性环氧涂料。研究了增稠剂和流变助剂的种类及用量、胺固化剂的类型对双组分水性环氧涂料的触变性、抗流挂性及其他应用性能的影响规律,结果表明:6870乳液型胺固化剂与299增稠剂和LT膨润土之间存在相互促进作用,当299增稠剂用量为0.5%、LT膨润土用量为0.3%时,搭配6870乳液型胺固化剂可制得触变指数为4.5、抗流挂极限膜厚为475μm、综合性能优异的双组分水性环氧涂料。

水性双组分羟基丙烯酸聚氨酯涂料的研究

以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)为单体,使用乳液聚合技术合成了水性羟基丙烯酸乳胶,并利用FT-IR、DSC对其进行了表征。然后使用HDI型异氰酸酯作为固化剂,配制了水性双组分聚氨酯涂料。采用FT-IR、盖尔分率、性能测试等手段,对获得的水性双组分聚氨酯涂层的分子结构、硬度、耐化学品性、固化剂用量、交联密度等进行了分析讨论。结果表明:以自制的水性羟基丙烯酸乳胶配制而成的水性双组分聚氨酯涂料,当使用固化剂比例为n(—NCO)/n(—OH)=1.3时,涂层的交联密度最大,硬度、耐化学品性等表现最佳。另外,施工和养护条件是决定水性双组分聚氨酯涂料固化反应程度和涂层性能优劣的重要因素。

用于探测液态金属-气体的DLC涂层式丝网探针数值模拟与结构优化

液态金属-气体两相流是铅冷快堆在蒸汽发生器传热管破裂(SGTR)事故下的物理现象之一,考虑到液态金属的不透明性、腐蚀性及高温性,本文提出一种类金刚石(DLC)涂层式丝网探针(WMS)对液态金属-气体两相流相态分布进行探测。基于COMSOL软件,建立了涂层式WMS的数值模型并进行了实验验证,通过电场模拟阐明了该新型探针应用于含液态金属气液两相流的可行性。进一步地,通过改变丝网电极的间距与直径、涂层的厚度,研究了结构参数对涂层式WMS测量精度的影响。结果表明,电极丝横向间距为2~3 mm、垂直间距为1.5~2 mm时,WMS测量精度较高,而涂层厚度和电极丝直径的影响较小。本研究可指导DLC涂层式WMS在液态金属-气体两相环境中的实际应用,并为分析SGTR事故后的多相分布提供技术基础。

水性湿碰湿烘烤涂料的制备应用

水性烘烤涂料是一种安全环保的装饰防护涂料,通常由底漆、面漆组成,可以采用两喷两烤或两喷一烤的施工方式进行涂装,广泛应用于五金、汽车配件、轮毂等对漆膜厚度、防腐、外观有一定要求的行业。两喷两烤对能源和时间消耗较大,但是两喷一烤可以减少一半的能源消耗和一半的时间,对提高生产效率具有很大的意义。本文研制了一种适用于金属的水性湿碰湿烘烤涂料,将水溶性环氧脂树脂和水分散性丙烯酸树脂联合使用,通过两喷一烤的模式均匀喷至金属表面,进而得到理想涂层。本文主要介绍了两喷一烤模式的方法、水性湿碰湿烘烤涂料的制备及其在实际应用中的优势。

双组分水性超薄耐磨反光标线研发与应用研究

针对季冻区传统标线较厚、易被铲雪车破坏、造成浪费且灌封开槽施划标线易损坏原路面等问题,在现有水性标线涂料配方基础上,对乳液进行改性,引入分子杂化技术、自交联技术、快干技术等,将基料与颜填料复配,通过对涂层性能、玻璃珠黏附性及施工性能等进行测试,确定涂料性能最佳的配方,研发出一种耐高低温变换、黏结力强、耐雪铲的双组分水性超薄耐磨反光标线涂料。工程实际应用证明,与传统热熔标线材料相比,具有显著的耐雪铲能力,经过2 a的服役时间依然可以保持较好的完整性及视认性,应用效果显著。

热障涂层厚度的脉冲涡流检测反演方法

针对热障涂层厚度的高精度测量,提出一种脉冲涡流检测反演方法。该方法提出两阶段处理技术对脉冲涡流检测信号进行预处理,采用主成分分析法提取预处理信号的主成分分量,最后构建BP神经网络实现涂层厚度预测。通过COMSOL建模仿真实验证明两阶段处理方法可有效地减小提离效应并区分厚度特征的变化,基于主成分分析的特征提取方法能够对陶瓷层和粘结层厚度变化进行分类识别。结果显示该方法对陶瓷层厚度计算的平均相对误差约为0.4%,对粘结层厚度计算的平均相对误差约为2.6%。可见,该方法对热障涂层厚度的反演精度较高。

氮化碳包覆LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)正极用于高能量密度和长寿命锂电池

高容量的富镍层状氧化物是二次锂基电池系统中很有前途的正极材料。然而,其较差的离子导电性和电极/电解液界面处的副反应导致其倍率和循环性能不理想。本文利用离子导电率优异的二维材料gC_(3)N_(4)对富镍材料LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)实现均匀包覆,包覆层gC_(3)N_(4)可有效抑制富镍材料寿命过程中的结构退化和晶间裂纹,并阻止活性材料与电解液的直接接触,从而稳定电极/电解液界面,防止副反应的发生。此外,g-C_(3)N_(4)的包覆增强了表观锂离子扩散系数方面的锂脱/嵌动力学,所合成的包覆材料在3~4.5 V、1 C下循环200次后的容量高达175.2 mAh/g,而在5 C下仍能获得154.3 mAh/g的可逆容量,大大优于未包覆材料性能表现。本研究为构建具有优异综合性能的高镍三元金属氧化物正极超薄界面层提供了新思路。

从套色浅谈低过喷油漆打印和涂装技术发展

鉴于当前汽车所处发展阶段,积极开展外观设计创新已成为整车厂的共识,套色作为外观设计创新的方案之一,已被广泛采用,但日益增长的个性化套色需求给整车制造带来了许多亟待解决的难题。文章简单介绍了两种行业广泛采用的套色技术--贴膜改色技术和常规套色技术,同时介绍了一种新的套色技术--低过喷油漆打印技术,除对低过喷油漆打印技术的开发现状进行简单介绍外,还对该技术对未来整车涂装技术发展存在的潜在影响进行思考。结果可知,目前贴膜改色在膜材料耐候性方面仍有提升空间,常规套色在易制造性和经济性方面存在很大痛点,而低过喷油漆打印技术可以兼备易制造性和材料耐候性。

MXene在涂料中的应用研究进展

MXene是近年来发展的一类新型过渡金属碳/氮化物二维纳米材料,其在有机涂料中的应用逐渐引起关注。在MXene的种类、制备方法和性能的简介基础上,总结了其在电磁屏蔽涂料、防腐涂料和多功能涂料制备中的研究进展。报道显示,采用MXene制备的电磁屏蔽薄膜或涂层性能突出,MXene也能显著改善纯环氧树脂或纯聚氨酯树脂涂层的防腐性能,并在多功能涂层中展现出了良好的发展前景,但MXene与涂料各组分的相互作用研究仍缺乏深度和广度,影响其在涂层中的空间分布调控。建议今后加强MXene规模化制备方法和表面改性研究,扩展MXene研究对象及其应用的涂料领域。

控制碘化铅形貌两步连续刮涂法大面积制备甲脒基钙钛矿薄膜

钙钛矿太阳能电池在实现高性能光伏器件方面展现出巨大的商业化应用前景,但面临着一个最主要的挑战是开发工业化规模生产的大面积高质量钙钛矿薄膜制备工艺。在本研究中,为解决大面积印刷难题,通过两步连续刮涂法制备甲脒基钙钛矿吸光层。两步法中第一步沉积的PbI_(2)很容易形成致密的薄膜,这将导致后续沉积的有机胺盐无法和PbI_(2)充分完全反应,在钙钛矿薄膜中残留PbI_(2),这会严重影响载流子的传输。为了实现理想的多孔PbI_(2)薄膜结构,我们通过在PbI_(2)前驱体溶液中引入四亚甲基亚砜(THTO)。通过形成PbI_(2)·THTO络合物,PbI_(2)的结晶过程被有效控制,易形成片状的PbI_(2)晶粒并沿着垂直基底方向上排列,得到了理想的纳米通道。这为后续的有机胺盐渗入提供了理想的纳米通道。最终5 cm×5 cm模组实现了18.65%的功率转化效率,并具有出色的存储和热稳定性。这一结果展现了两步连续刮涂法策略在制备大面积钙钛矿太阳能电池方面具备一定的优势。