Removal of organic solvent from cathodic electrophoretic emulsion paint by vacuum steam stripping

The production of environmental friendly emulsion paint is of great significance. Vacuum steam stripping of methyl isobutyl ketone （MIBK） and methyl ethyl ketone （MEK） from cathodic electrophoretic emulsion was studied. The effects of mass ratio of vapor to feed （V/F）, vacuum degree and feed temperature on removal rate of MIBK and MEK, emulsion size and solid volume fraction of the emulsion were investigated, and the removal of MIBK and MEK from cathodic electrophoretic emulsion by vacuum desorption was also studied. The results show that removal rates of both MIBK and MEK increase with the increase of V/F, vacuum degree and feed temperature. Removal rates of MIBK and MEK are 98.3% and 93.6%, respectively, at the operating condition V/F of 0.7, feed temperature of 27℃ and vacuum degree of 90 kPa. The emulsion size of cathodic electrophoretic emulsion increases slightly with feed temperature when temperature is below 42 ℃, and increases rapidly with feed temperature when temperature is above 42℃. Solid volume fraction increases by 10% as vacuum degree increases from 0 to 90 kPa at V/F of 0.7 and feed temperature of 27 ℃. Compared with vacuum desorption, vacuum steam stripping can get a higher removal rate of MIBK and MEK under the same feed flow, vacuum degree and feed temperature.

正交实验法在水性木器清漆助剂选择中的应用

水性木器清漆的配方设计主要包括原材料选择及各组分比例确定两方面内容,如采用全面实验,则实验数目多、实验时间长、效率低。本论文基于探索性初配方进行助剂的正交实验,考察润湿剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂和增稠剂的最佳种类搭配,然后采用正交实验考察上述助剂最佳用量搭配。通过实验数据分析,结合漆膜表观、光泽度和对比率等性能,获得漆膜无弊病、透明度较高的水性木器清漆配方。

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。

长余辉水性道面标线涂料的制备与路用性能

本工作以SrAl_(2)O_(4):Eu2+,Dy^(3+)类蓄能发光粉为发光基体,采用双硅膜复合改性技术进行覆膜保护处理,然后调配制成长余辉水性标线涂料,并通过漆膜试验和路用性能测试,对制备涂料的使用性能进行了综合评估。结果表明,以硅丙乳液为基料、六偏磷酸钠为分散剂、甲基纤维素钠为防沉剂,水基比为33%,可以制得涂膜性能与发光效果俱佳的水性发光涂料。成型涂膜表干时间为1.4 h,硬度可达2H,耐水性、耐酸性24 h无异常,在40%的氢氧化钠溶液中漆膜稍有变色,耐热性、耐寒性没有异常情况,附着力可达2级;标线涂膜厚度优选为0.33 mm。路用性能表征结果表明,涂覆水性发光涂料标线后,路面抗滑值为88 BPN,界面粘附性可达2.72 MPa,15℃常温耐水性24 h无异常,不粘胎干燥时间为10 min,余晖时间为12.5 h,可基本满足路面涂料的使用性能要求,但长期的80℃高温或常温弱碱环境会对涂料发光性能产生一定的损伤。本工作为长余辉路面标线涂料的开发提供了技术参考。

水泥改性水性环氧涂料的制备及性能

[目的]聚合物水泥防水涂料在应用于水工混凝土时的粘结强度亟待提高。[方法]将硅酸盐水泥作为第三组分对水性环氧涂料进行改性,研究了水泥掺量(占与石英共同组成的填料质量的10%~50%)对涂料力学性能和防护性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析了水泥对水性环氧乳液的改性机理。[结果]在40%的水泥掺量下,涂层的力学性能和防护性能最优,粘结强度、拉伸强度和断裂伸长率分别为6.14 MPa、2.16MPa和156%,浸水、浸碱和冲蚀后未出现吸水溶胀现象,粘结强度下降和质量损失的程度最小。[结论]水泥的掺入明显改善了涂层的力学性能和防护性能,环氧乳液聚集包裹在石英砂、水泥及其水化产物周围,形成了以环氧乳液为主要成膜物质,石英砂、水泥及其水化产物为次成膜物质的互穿网络结构,CaCO_(3)的存在使网络结构更为致密。

PHMG-KH560@TiO_(2)抗菌剂的制备及在涂料中的应用

[目的]细菌的滋生和繁殖会使涂膜霉变,降低对基材的保护作用。为了提高涂膜的抗菌性能,通常在涂料中添加抗菌剂。[方法]以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)为偶联剂,对纳米二氧化钛(TiO_(2))进行表面改性,接着与聚六亚甲基盐酸胍(PHMG)接枝反应,制备了有机-无机复合抗菌剂PHMG-KH560@TiO_(2),并将其加入水性丙烯酸涂料中。[结果]傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和透射电镜(TEM)对改性前后纳米TiO_(2)结构和形貌的表征结果证实成功对TiO_(2)进行了改性。Zeta电位和贮存稳定性测试表明,改性后TiO_(2)的分散稳定性得到了提升。通过平板涂布计数法对TiO_(2)、PHMG-KH560@TiO_(2)及其水性丙烯酸树脂涂膜的抗菌性能进行测试时发现,改性后纳米TiO_(2)的抑菌率是改性前的2倍以上;与含有TiO_(2)的涂膜相比,添加PHMG-KH560@TiO_(2)的涂膜的抑菌率提高了20多倍。[结论]抗菌剂PHMG-KH560@TiO_(2)在水性涂料应用中表现良好。

多元复配阻燃剂对水性漆阻燃性能的影响研究

研究旨在提高木制品的阻燃性能,减少火灾威胁。通过选择聚磷酸铵(APP)、四水八硼酸二钠(DOT)和硼酸硼砂(BABX)作为多元复配阻燃剂,探究不同阻燃剂间复配后的协同阻燃机制。试验以桉木单板为基材,制备阻燃型水性漆并进行阻燃测试。单因素试验确定了阻燃剂的优化添加量区间,响应面设计试验分析了三种阻燃剂交互协同作用对阻燃和抑烟效果的影响。结果表明,APP、DOT、BABX的添加均能减小燃烧半径,且APP效果最好,BABX次之;APP与DOT、BABX的协同作用能增加初烟时间,DOT与BABX的协同作用能有效抑制烟雾产生。模型预测的最优配比为APP2.96%、DOT5.89%、BABX4.4%,验证测试结果与理论值接近,表明模型具有良好可靠性。此外,阻燃剂的添加对涂料的漆膜强度影响不大。该研究为制备高效、环保的阻燃涂料提供了理论依据和实践指导。

高光泽高防腐水性汽车涂料的制备与性能

[目的]传统溶剂型汽车漆VOC(挥发性有机物)含量高,而现有的汽车用水性涂料耐老化性和耐蚀性较差。[方法]以有机硅改性水性环氧树脂为成膜材料,通过添加固化剂、功能颜填料、防锈剂等辅料,制备了一种高光泽高防腐水性汽车涂料,并讨论了各种原辅料的用量对涂料性能的影响。[结果]所制水性汽车涂料的表干时间为45 min,附着力0级,铅笔硬度达到HB,耐盐雾腐蚀时间在4000 h以上,老化3000 h后的保光率为87%,能通过240 h的耐水性测试,且VOC含量低至56.5 g/L。[结论]该涂料符合汽车用水性涂料标准(HG/T 4570-2013)的要求。

Rheological Properties of Waterborne Polyurethane Paints

The rheological properties of two specific waterborne polyurethane （PU） paints were studied by both macrorheological and microrheological methods. During the macrorheological measurement on a rotary rheometer, evaporation of solvent cannot be totally excluded, which has an influence on the reliability of rheological results. So, the linear oscillatory frequency sweep results （storage and loss modulus versus frequency） and steady shear results （viscosity versus shear rate） got from the rotary rheometer measurement are only used for qualitative analysis. As the evaporation of solvent can be neglected during microrheological measurements on a diffusing wave spectroscope （DWS）, the results of storage modulus （G3 and loss modulus （G＇~） versus frequency are more credible than the results obtained from the rotary rheometer measurement. Thus, the results of G＇ and G＂ versus frequency from DWS measurements are used for quantitative analysis in this work. The G＇ for both of the waterborne PU paints are larger than G＂ at low frequency and that is opposite at high frequency in the experimental angular frequency range. The values of modulus at same frequency and viscosity at low shear rate for the two PU paints have apparent difference, which determines the difference of their application.

阻燃剂对水性钢结构防火涂料性能的影响

[目的]为实现碳达峰、碳中和目标,水性涂料的需求日益增加。应用于石化领域的防火涂料更有耐特种火的性能要求。[方法]研制了一种基于乙酸乙烯酯乳液的水性膨胀型钢结构防火涂料,通过热重分析,以及阻燃性、烟密度和耐特种火性能测试,考察了分别以二苯基磷酸乙酯、苯基磷酰氨酸二苯基酯和(4-乙酰基苯基)-磷酸二乙酯作为阻燃剂对其性能的影响。[结果]综合残炭量、热分解温度、氧指数、UL94标准水平/垂直测试结果、烟密度、钢结构升温曲线等指标,采用苯基磷酰氨酸二苯基酯的水性钢结构防火涂料具有最长的点燃时间、最低的燃烧速率、最小的烟密度和最低的最终升温,综合性能最佳。[结论]该涂料满足GB 14907-2018《钢结构防火涂料》标准对室内防火涂料的全部性能要求,配套水性聚氨酯面漆后也可通过全部室外防火涂料测试,可望用于石化领域。

水性丙烯酸交通标线涂料研究现状与发展趋势

交通标线作为重要的交通安全设施,在控制道路交通、提高道路行车安全系数方面发挥着极其重要的作用。但传统的溶剂型与热熔型交通标线涂料存在成本高、逆反射性能差、老化现象严重等缺陷,并且在使用过程中会对环境造成较大的污染。因此,亟须寻求一种能有效弥补上述缺陷的新型交通标线涂料。水性丙烯酸交通标线涂料凭借着优良的耐久性能与环保性能以及高效的施工性,被视为全寿命周期评价中综合性能最佳的交通标线涂料,是未来交通标线涂料的主要发展方向之一。近年来,学者们通过对水性丙烯酸交通标线涂料进行物理改性、化学改性以及配合比优化,使其使用性能得到了显著的改善,并取得了丰硕的成果。同时纳米材料与稀土类发光材料的快速发展也为水性丙烯酸交通标线涂料提供了无限的可能。但目前水性丙烯酸交通标线涂料在我国的使用率仍然相对较低,其综合性能也有待进一步提升。并且当前研究主要停留在宏观尺度域,未对水性丙烯酸交通标线涂料的细微观特性进行充分研究,也未能建立起宏观性能与细微观结构属性之间的联系。与此同时,现有的水性丙烯酸交通标线涂料评价方法无法满足其在全寿命周期内的功能性与耐久性需求,尚缺乏一套全面、系统的水性丙烯酸交通标线涂料评价体系。尽管部分学者对水性丙烯酸交通标线涂料服役期内的性能演化规律进行了研究,但多针对逆反射性能,性能预测模型仍不够全面。此外,鲜见针对水性丙烯酸交通标线涂料与路面的黏结界面性能及内在机理的研究。本文综述了近年来水性丙烯酸交通标线涂料的重要研究进展。从概述水性丙烯酸乳液的化学结构与特性出发,之后从改性方法、配合比优化、性能研究等方面重点介绍了水性丙烯酸交通标线涂料的发展现状。文章最后提出了研究中存在的问题并展望了未来发展趋势。

环氧酯改性水性丙烯酸树脂的制备及漆膜性能

为了提高丙烯酸树脂的耐水性、附着力以及耐溶剂性,以桐油酸和环氧树脂E-44为原料制备环氧酯,采用溶液聚合和自乳化工艺合成了环氧酯改性水性丙烯酸树脂,并引入氰特CY325氨基树脂制备双组分环氧酯改性水性丙烯酸树脂漆膜。利用FT-IR、1 H NMR、粒径测试等对环氧酯单体、环氧酯改性水性丙烯酸树脂的结构和性能进行表征和分析,并测试了单组分和双组分环氧酯改性水性丙烯酸树脂漆膜的硬度、光泽、吸水率、水接触角、耐溶剂性等性能。结果表明:当环氧酯用量为35%时,单/双组分漆膜综合性能达到最佳,双组分漆膜光泽(60°)达102.3,耐溶剂擦拭次数为500次,耐水性可达480 h,附着力为0级,铅笔硬度为4H,耐冲击性为50 cm。

航空耐候阻燃水性丙烯酸聚氨酯涂料的制备及应用

[目的]开展水性丙烯酸聚氨酯树脂结构设计和聚合条件的研究,合成出性能优良的氟改性丙烯酸聚氨酯乳液,并以此为主体树脂,开发一款耐候、阻燃的水性涂料。[方法]讨论了树脂和固化剂种类、异氰酸酯基/羟基当量比、颜基比及阻燃剂对涂料性能的影响。[结果]在优化条件下制备的水性丙烯酸聚氨酯涂料具有优良的综合性能,涂膜在1000 h紫外老化试验后的色差为1.2,满足运输类飞机适航标准(CCAR-25)对阻燃的要求,其耐水性、耐油性、耐冲击性及附着力均达到了传统溶剂型涂料的水平。[结论]该涂料可应用于飞机内部涂装。

石墨烯改性水性环氧富锌防腐涂层的制备及耐蚀性研究

[目的]将石墨烯(GE)作为改性剂引入水性环氧富锌(ZRE)涂层之中,探讨不同锌含量下添加石墨烯对其力学、电学及防腐性能的影响。[方法]通过划格附着力和耐冲击性测试考察了涂层的力学性能,根据表面电阻率、体积电阻率、吸水率和中性盐雾测试结果来评价石墨烯改性水性环氧富锌涂层的防腐效果。[结果]随着锌粉含量的增加,引入少量石墨烯能明显提高涂层的导电性和耐蚀性,但添加过多会导致涂层性能变差。综合力学、电学和耐腐蚀性能得出在锌含量70%的水性环氧富锌涂层中加入约0.9%的石墨烯效果最好。[结论]石墨烯添加量增大而导致的腐蚀微电池增多是涂层防腐蚀性能下降的主要因素,明确涂层中石墨烯与锌、铁之间的共存关系有望进一步提升水性环氧富锌涂层的综合性能。

抗腐蚀蔓延水性环氧富锌涂料的制备与性能

[目的]要延长涂层的使用寿命,需阻止腐蚀介质沿着涂层被划伤的部位侵入而腐蚀金属基材,抑制腐蚀蔓延。[方法]选用环氧树脂乳液、胺类固化剂、颜填料、腐蚀抑制剂及其他助剂制备了一种具有优异抗腐蚀蔓延能力的水性环氧富锌涂料,讨论了成膜物质含量、固化剂种类和颜填料复配形式对涂层耐蚀性的影响,探讨了涂层抗腐蚀蔓延的机理。[结果]在成膜物质的质量分数为15%,选用聚酰胺固化剂,以绢云母、超磷锌白和石墨烯作为颜填料,并加入适量腐蚀抑制剂的情况下,所制备的涂料综合性能最好,其涂层经中性盐雾试验2 160 h后依然具有良好的附着力,平均扩蚀宽度仅为1.43 mm。[结论]腐蚀抑制剂对涂层湿态附着力的提升,以及石墨烯对锌粉利用率的提升,共同赋予了该涂层优异的抗腐蚀蔓延性能。

汽车零部件用单组分水性环氧厚浆底漆的研制

[目的]拟制备一种性价比高的汽车零部件用水性环氧厚浆底漆以满足市场需要。[方法]研究了作为主要成膜物的水性环氧乳液EV6102与水性丙烯酸乳液LR-2052的质量比,气相二氧化硅CT-200与水性膨润土BP-188L的用量,以及增稠剂的选择对涂料性能的影响。[结果]当水性环氧乳液EV6102与水性丙烯酸乳液LR-2052的质量比为1∶2,气相二氧化硅CT-200、水性膨润土BP-188L和增稠剂ACRYSOL ASE60的质量分数分别为0.5%、0.4%和0.2%时,制得的涂料初期耐水性好,铅笔硬度为H,耐中性盐雾时间300 h,耐水时间1200 h,VOC(挥发性有机化合物)含量30 g/L,单道涂层厚度可达到150μm。[结论]该单组分底漆涂膜的各项性能满足汽车零部件用底漆的要求。

一种水性环氧云铁中间漆的研制

水性环氧云铁中间漆是双组分涂料,以水为稀释剂。组分一由水性环氧树脂、灰色云母氧化铁、聚酰胺分散体、环氧乳液、防锈颜料、助剂等配制而成;组分二为固化剂,以水为稀释剂,对环境的污染很小,对健康也无危害,保障了施工人员安全。其次,水性环氧云铁中间漆附着力优异,漆膜黏附牢固不脱落,机械性能好,具有耐冲击强度高、柔韧性好、硬度高等优点,能够提供优良的屏蔽特性,从而有力阻隔腐蚀介质。与溶剂型环氧云铁中间漆相比,该水性环氧云铁中间漆配套性好,可搭配多种面漆和底漆,具有完善的配套体系,且有效减少VOC排放,对环境、施工、从业人员带来了福音。

水性汽车修补漆闪光金属底色漆中铝粉定向的探讨

基于实践经验,从配方和应用角度阐述了汽车修补漆领域的水性铝粉漆的颜料定向机理、影响铝粉定向排列的各种可能因素,包括从原料选择、搭配,配方设计、优化,再到施工应用条件的设定、控制等一系列完整的过程。并以通俗的术语和实用的方式对其进行梳理和总结,为开发水性金属铝粉漆配方特别是水性汽车修补铝粉底色漆提供一些可能的方向和建议,同时也可以作为水性珠光漆的参考。

水性车用涂料在隔膜泵涂装中的应用案例分析

随着复合材料在轨道交通车辆中的应用越来越广泛,水性车用涂料涂装技术已成为未来轨道交通车辆涂装的发展方向。以深圳地铁6号线项目为例,通过对比各方面参数,分析了采用隔膜泵涂装施工的优越性。

沸石转轮在集装箱水性涂料涂装VOCs废气处理中应用的研究进展

沸石转轮吸附浓缩工艺是针对目前工业涂装领域废气治理中“大风量、低浓度”难点的一项主流技术。集装箱水性涂料的涂装VOCs废气具有“高湿度”“高、低沸点有机物两极化分布”“难脱附”的特点。实验分别从3个方面——沸石转轮的结构与运行工艺、沸石分子筛的结构及性质、沸石分子筛的制备,进行分析和总结,以期为集装箱水性涂料的涂装VOCs废气处理探索出合规且经济、高效的解决路径。