纳米SiO_(2)的改性及其对水性聚氨酯树脂复合涂层的性能影响分析

以乙醇水溶液为载体,借助硅烷偶联剂KH560,对纳米SiO_(2)进行了改性处理。对处理后材料的粒径进行了测量,分析了纳米SiO_(2)含量、乙醇水溶液配比和改性剂含量对分散性的影响。将改性后的纳米SiO_(2)分散液与无机组分、水性聚氨酯树脂进行复配,得到无铬钝化液。然后在热镀锌板上制备成相应的钝化膜,借助交流阻抗、中性盐雾试验以及电化学Tafel极化曲线,就纳米SiO_(2)改性对水性聚氨酯树脂复合涂层性能的影响进行分析。结果表明,对比未改性材料,改性材料的耐腐蚀性得到了显著提升。

环氧树脂-改性聚氨酯及聚脲复合涂层的制备及防护性能研究

为了解决传统防护涂层材料单一、防护性能难以兼顾,单组分多元醇制备聚氨酯分子结构存在缺陷、聚脲固化速率过快的问题,通过改变聚氨酯合成原料中PTMG2000和聚醚3050的混合比例来调控聚氨酯交联、微相分离程度以改进其性能,同时采用P1000与扩链剂MDBA来制备可手工涂覆的慢反应聚脲,将环氧树脂作为底漆、聚氨酯-聚脲作为面漆,制备了一种具有优良耐磨、防腐、抗冲击等防护性能的涂层。结果表明:当m(PTMG2000)∶m(聚醚3050)=1∶2时制备的聚氨酯与PU-3050相比,其拉伸强度为13.19 MPa,提高了85.25%,伸长率为289.14%,提高了140%,热分解50%的温度从392.45℃提高到400.28℃,水接触角从90.72°增大到98.29°,综合性能得到提升。复合涂层在15 d中性盐雾测试后涂层未起泡、锈蚀面积小,高于ISO 9227-2006标准要求;附着力为0级,高于ISO 2409-2007标准要求的3级;抗冲击强度为100 cm,高于GB/T 1732-2020标准指定的最高50 cm冲击强度;在3.5%NaCl溶液中腐蚀9 d后阻抗维持在4.245×10^(7)Ω·cm^(2),30 min磨损量为10.28 mg,防护性能优异。

共价有机框架材料复合聚氨酯涂层的性能研究

针对Q235钢的腐蚀问题,以1,3,5-三甲酰基间苯三酚(Tp)和对苯二胺(Pa)为原料,通过溶剂热法制备了一种共价有机框架材料TpPa,将其作为纳米填料加入水性聚氨酯(WPU)中制备复合涂层。通过红外光谱、X射线衍射和扫描电子显微镜对TpPa的化学结构和微观形貌进行分析,同时使用电子万能试验机和电化学工作站测试了复合涂层的力学性能、防腐性能。结果表明:TpPa具有独特的花球状形貌,将其添加到WPU涂层后,复合涂层的吸水率可由26.7%下降至12.1%;当TpPa的质量分数为4%时,复合薄膜的拉伸强度可达26.8 MPa;TpPa还可以提高涂层的致密性进而增强WPU的防腐性能,其中,在3.5%的氯化钠溶液中浸泡3 d后,2%TpPa/WPU复合涂层的低频阻抗值可达5.6×10^(8)Ωcm^(2),比WPU涂层高出一个数量级。

二维黑磷/聚四氟乙烯/水性聚氨酯纳米复合涂层的制备及其摩擦学性能研究

采用喷涂法制备二维黑磷/聚四氟乙烯/水性聚氨酯(BP/PTFE/WPU)纳米复合涂层.系统研究PTFE和BP填充改性对水性聚氨酯涂层的微观结构、力学性能和摩擦学性能的影响.结果表明,PTFE的引入一定程度上增强涂层的力学性能和摩擦学性能,填充后涂层表面出现裂纹和孔隙.而BP的进一步引入能够填充修复涂层表面缺陷,极大地增强涂层的力学性能和摩擦学性能.特别是,当引入质量分数为1.0%的BP,制备的BP/PTFE/WPU复合涂层具有最高的铅笔硬度等级(2H)和最佳的摩擦学性能,其摩擦系数和磨损率由原来PTFE/WPU涂层的0.143及2.56×10^(-4) mm^(3)/(N·m)分别降至0.085和5.73×10^(-5) mm^(3)/(N·m).BP/PTFE/WPU复合涂层具有如此优异的力学性能和摩擦学性能得益于BP改善了涂层的组织结构,提高了涂层表面硬度,且在摩擦过程中,易在摩擦表面形成稳定的转移膜,避免摩擦副的直接接触.

低含量碳纳米管对水性聚氨酯复合涂层表面硬度及耐磨性的影响研究

为了改善传统水性聚氨酯(WPU)涂层的机械性能(表面硬度和耐磨性),本文采用自行改装的静电喷涂装置制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)含量较低的WPU复合涂层,研究了MWCNTs的含量对WPU涂层的表面硬度和耐磨性的影响。结果表明,随着MWCNTs含量的增加,静电喷涂制备的MWCNTs/WPU复合涂层的表面硬度随之升高,耐磨性则先升高后降低。当MWCNTs含量(质量分数)为0.3%时,涂层结构最致密,它的磨损率和摩擦系数分别比纯WPU涂层降低了50.21%和20.59%。研究成果通过进一步中试,有望在海上设备、石油化工行业等防腐领域得到应用。

复合改性氧化石墨烯接枝水性聚氨酯的 制备及其性能

为提升水性聚氨酯(WPU)织物涂层的疏水性能、力学性能和抗静电性能,以异氟尔酮二异氰酸酯、间苯二胺接枝改性氧化石墨烯(MPD-I-GO)作为部分硬段,聚醚二元醇(PTMG 1000)为软段,二羟甲基丙酸为亲水扩链剂制得了MPD-I-GO/WPU复合胶膜。探究了MPD-I-GO质量分数对复合胶膜的疏水性能、力学性能以及导电性能的影响。结果表明:MPD-I-GO的添加可以发挥补强作用,有利于提高织物涂层的力学性能和抗静电性能,且随着MPD-I-GO质量分数的增加,复合乳液的粒径增大至89.56 nm;MPD-I-GO因在有机相与无机相之间形成共价键从而使其在WPU中均匀分散,当MPD-I-GO质量分数为0.18%时,复合涂层的断裂强度高达14.32 MPa,电阻率可达205Ω·cm。

防腐涂料用水性聚氨酯-环氧树脂-丙烯酸酯复合分散液的合成与性能

以甲苯二异氰酸酯（TDI-80）、聚醚二元醇（N220）、环氧树脂（E20）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）等为原料，通过原位聚合，制备了水性聚氨酯-环氧树脂-丙烯酸（WPUEA）复合分散液．研究了体系NCO／OH总摩尔比和TMP、E20、DMPA及MMA用量对WPUEA分散液及其胶膜性能的影响．结果表明，当NCO／OH总摩尔比为1．2～1．5，TMP用量为2％～3％，E20用量为4％～6％，DMPA用量为6％～9％，MMA用量为20％～30％时，分散液储存期超过10个月，冻融循环大于5，其涂膜硬度大于0．70，拉伸强度大于10MPa，耐水性、耐酸碱性、耐溶剂性等较水性聚氨酯（WPU）有明显改善．

环氧改性水性聚氨酯上浆剂对碳纤维/氰酸酯树脂复合材料界面性能的影响

使用自行合成的环氧改性水性聚氨酯(EWPU)上浆剂对碳纤维进行表面处理,主要研究了EWPU上浆剂对碳纤维表面及碳纤维/氰酸酯树脂复合材料界面性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和静态接触角等表征方法对比研究了二次上浆处理前碳纤维(CF)和处理后碳纤维(MCF)的表面形貌、表面化学元素组成和浸润性的变化,并通过单纤维破碎实验和短梁剪切法,研究了EWPU上浆剂对碳纤维/氰酸酯树脂复合材料界面力学性能的影响。结果表明,经EWPU上浆处理后碳纤维表面O/C值增加了39.13%,表面活性官能团的含量增加了14.97%,碳纤维与树脂的初始和稳态接触角分别减小了19.41%和20.59%,碳纤维/氰酸酯树脂复合材料的单丝界面剪切强度和层间剪切强度分别增加了13.42%和14.29%。

二氧化硅/环氧树脂复合涂层的制备及其疏水性能

采用喷涂技术,在马口铁表面喷涂环氧树脂和二氧化硅复合涂层,研究了二氧化硅的含量对表面疏水性的影响,复合涂层的疏水性随二氧化硅含量的增加而增加.当二氧化硅质量分数增大到40%时,所制备的复合涂层与水的接触角约为141°且具有较小的滚动角.

改性纳米氧化锆与水性聚氨酯复合涂层的防腐蚀性能

为了改进纳米氧化锆(ZrO_2)在涂料中的分散性,以丙酮为介质,用3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APS)对纳米ZrO_2进行了改性,并在镀锡板表面制备了改性纳米ZrO_2/水性聚氨酯(WPU)复合涂层。通过扫描电镜、原子力显微镜、红外光谱、电化学测试、盐雾腐蚀、附着力测试等技术,研究了WPU与不同含量改性纳米ZrO_2复合涂层的防腐蚀性能。结果表明:改性纳米ZrO_2的含量为0.2%(质量分数)时,在WPU中的团聚现象消失,分散性良好,该复合涂层具有优良的耐蚀性和较大的附着力。

低红外发射率水性聚氨酯/青铜复合涂层的制备及性能表征

为改善传统低红外发射率聚氨酯(PU)/青铜复合涂层的环保性能,以自制水性聚氨酯(WPU)为黏合剂,片状青铜粉为功能颜料,采用简单的刮涂法制备了具有低发射率、低光泽特性和良好力学性能的绿色环保型WPU/青铜复合涂层;系统地研究了固化温度、青铜粉添加量及交联剂对涂层性能的影响规律。结果表明:该涂层的发射率和光泽度均随着固化温度的升高而逐渐降低,较高的固化温度有利于实现涂层的低发射率和低光泽特性;随着青铜粉添加量的增加,涂层发射率呈先降低后升高的趋势,涂层光泽度呈逐渐降低并趋于稳定的变化规律;水性交联剂的使用可明显提高涂层的硬度,当交联剂添加量为3%(质量分数)时,涂层具有良好的综合性能,发射率和光泽度可分别低至0.269和6.4,硬度、附着力和耐冲击强度可分别达到3H、1级和500N·cm。

微晶高岭石/环氧树脂复合改性水性聚氨酯的研究

用十六烷基三甲基溴化铵,十二烷基三甲基溴化铵,对微晶高岭石进行有机化处理,得到有机微晶高岭石;以有机微晶高岭石、环氧E-51复合改性,制备了有机微晶高岭石/环氧树脂复合改性的水性聚氨酯(OMMT/E-51WPU)。研究了有机微晶高岭石、2,2-二羟甲基丙酸和环氧E-51的质量分数对乳液及涂膜物化性能的影响。结果表明:当w(OMMT)=1.5%,w(DMPA)=4.0%,w(E-51)=4.0%,乳液及膜的物化性能较好,乳液呈透明蓝光,吸水率为5.9%,接触角98°,拉伸强度32MPa,断裂伸长率571%。

紫外光固化水性聚氨酯/丙烯酸酯复合树脂的结构与性能研究

制备了紫外光固化水性聚氨酯/丙烯酸酯复合树脂,并与水性聚氨酯树脂的性能进行了比较。结果表明,经丙烯酸酯复合后,水性聚氨酯树脂的粒径分布变宽,树脂体系的两相相容性得到加强。同时,复合树脂的耐水性、耐醇性和力学性能均优于水性聚氨酯树脂。光引发剂用量为树脂质量的3%时,胶膜的综合性能最佳。

环氧树脂—有机硅复合改性水性聚氨酯的合成

以异佛尔酮二异氰酸酯、端羟基聚二甲基硅氧烷、聚丙二醇、二羟甲基丙酸、环氧树脂为主要原料,通过异氰酸酯基和羟基的加聚反应合成了环氧树脂-有机硅复合改性水性聚氨酯。利用傅里叶变换红外光谱仪表征了其结构,并研究了环氧树脂用量对固化膜热性能和力学性能的影响,有机硅用量对固化膜耐水性能的影响。结果表明:环氧树脂-有机硅复合改性的水性聚氨酯固化膜的耐水性能和耐热性能提高,力学性能也有改善,附着力保持1级且硬度等级最高可达3 H。

酮肼交联水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合树脂的结构和性能研究

采用乳液聚合工艺,通过加入双丙酮丙烯酰胺(DAAM),合成了具有活性酮羰基的聚丙烯酸酯乳液;同时通过羟基酮将酮羰基引入聚氨酯分子中,经分散得到含活性酮羰基的聚氨酯树脂;将二者混合,并加入己二酰肼(ADH),得到酮肼交联水性聚氨酯/聚丙烯酸酯(PUA)复合树脂。通过红外光谱、动态力学分析和耐磨性等测定对涂膜结构和性能进行了表征和分析,并将其与常规水性聚氨酯/聚丙烯酸酯树脂等进行了比较。结果显示,酮肼交联的水性聚氨酯/聚丙烯酸酯树脂具有较好的性能。

氨基树脂改性水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的制备及性能

通过甲基丙烯酸甲酯(MMA)与聚氨酯(PU)种子乳液共聚合成了水性聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液,然后用氨基树脂(HMMM)对其进行交联,并对HMMM改性的PUA复合乳液的性能进行了表征。结果表明,制备稳定的PUA复合乳液适宜的MMA质量分数约为20%,PUA复合乳液涂膜的玻璃化转变温度随HMMM用量的增加而升高,于120℃固化30 min的乳液涂膜比室温固化的涂膜表面更加光滑。

水性聚氨酯合成中的中和方式对PU/PVC复合树脂性能的影响

采用预聚体分散法,以甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚醚(PPG-3000)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,分别采用氢氧化钠(NaOH)和三乙胺(TEA)为中和剂合成了阴离子水性聚氨酯(PU)。同时,以PU为种子原位共聚氯乙烯,制备了PU/PVC复合树脂。通过电子万能试验机、冲击试验机、动态力学分析仪(DMA)、扫描电子显微镜(SEM)和TA-2000热分析仪等手段对PU乳液和PU/PVC树脂进行了测试和表征。结果表明:采用TEA为中和剂的乳液其PU的玻璃化转变温度较低,接枝后的复合树脂冲击强度明显提高;不同的中和方式对材料的热稳定性影响较小,采用NaOH中和时热稳定性较好。

聚多巴胺改性金属有机框架材料/水性聚氨酯复合涂层的制备及性能

为增强水性聚氨酯(WPU)力学性能与防腐性能,首先使用聚多巴胺(PDA)对金属有机框架材料(MOF)沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)进行改性,然后制备出ZIF-8@PDA/WPU复合乳液、薄膜和涂层,并采用扫描电子显微镜、红外光谱分析、X射线衍射分析、热重分析及分散性测试对ZIF-8@PDA进行了结构和性能表征,万能试验机、接触角测试及电化学测试对复合薄膜和涂层进行了性能测试。结果表明:ZIF-8纳米粒子尺寸均一、排列整齐;PDA改性可以有效改善ZIF-8在水及WPU中的分散性;随着ZIF-8@PDA质量分数增加,复合薄膜拉伸性能提升,断裂强度与弹性模量最大提高4.48 MPa和45.41 MPa;复合涂层水接触角与电化学阻抗先增大后减小,在ZIF-8@PDA质量分数为5%时,水接触角达到峰值96.735°,电化学阻抗较纯WPU提升了两个数量级。

低红外发射率水性聚氨酯/Al复合涂层的制备及性能表征

以自制WPU(水性聚氨酯)和片状Al粉为原料,采用简单的玻璃棒刮涂法制备得到了具有低发射率、低光泽特性和良好力学性能的绿色环保型WPU/Al复合涂层。系统研究了固化温度、Al粉添加量及交联剂对涂层性能的影响规律。研究结果表明:较高的固化温度和合适的Al粉添加量有利于实现涂层的低发射率和低光泽特性;当固化温度为120℃,w(Al)=40%时,涂层的发射率和光泽度可分别低至0.348和7.0。水性交联剂的使用可明显提高涂层的硬度,当w(交联剂)=5%时,涂层的硬度、附着力和耐冲击强度可分别保持在HB、1级和50 kg·cm,发射率和光泽度相比交联剂使用前有所增加,但仍具有较低的发射率(0.381)和光泽度(21.5)性能。

水性聚氨酯涂层复合织物用防霉剂

介绍了环保型水溶性复合防霉剂的研制及应用方法。通过最低抑菌浓度法测试分析了实验用霉菌的最低抑菌浓度(MIC),优化了以双季铵盐为主要成分的复合防霉剂配方。应用浸轧法和干法涂层加工的水性聚氨酯涂层织物具有防霉功能,其防霉等级可达到2级以上,避免了产品的强力和色牢度等理化性能指标受霉菌影响而下降,延长其使用寿命。