纳米材料在涂料中的应用研究

系统介绍了纳米复合涂料的种类、用途、制备技术等 ,阐述了有关纳米材料在环保型涂料中的一些初步研究结果 。

涂料研究开发新进展及关键科学与技术问题

阐述了近年来国内外涂料的研究开发现状,包括:利用新的树脂合成方法获得新的成膜物;直接引入无机纳米粒子以改善涂层性能;表面微纳结构构建以获得功能涂层等;提出了未来涂料技术的发展趋势,包括:环保化和健康化;通用涂层的高性能化;多功能化和智能化等;和需要突破的关键科学与技术问题。当企业发展到一定阶段和规模后,要加强科研开发的投入,加强产学研合作,加强基础研究,要敢于开发国外没有的技术和产品,敢于领先国外技术,才能真正成为涂料强国。

丙烯酸树脂/TiO_2有机-无机杂化材料的力学、热学和光学性能研究

采用溶胶 凝胶法成功制备了均匀透明的丙烯酸树脂 TiO2 有机 无机杂化材料。通过动态力学分析仪(DMA)、电子拉力机 (InstronTester)、热失重分析仪 (TGA)和紫外可见光谱 (UV VIS)等手段表征了杂化材料的力学、热学和光学性能。结果发现丙烯酸树脂与TiO2 杂化后 ,聚合物的力学性能、热稳定性和紫外屏蔽性能均有显著提高。与原位聚合法相比 ,共混法合成该杂化材料可获得更优异的力学性能。增加丙烯酸树脂中的丙烯酸含量能显著降低相分离 ,从而使其各种性能 ,特别是力学性能得以提高。

防覆冰涂料的研究与进展

覆冰灾害常常会造成巨大的损失,对比现有不同的防覆冰措施,认为采用防覆冰涂料是一个切实有效的方法。系统总结了目前对防覆冰涂料的测试方法、影响冰在基材表面附着力的基本因素和国外防覆冰涂料的一些研究进展,提出在我国开展防覆冰涂料的研究开发的必要性。

关于纳米涂料的研究开发与产业化

一、前言 涂料按用途可分为建筑涂料、汽车涂料、船舶涂料、罐头涂料、飞机涂料、家电涂料、木器涂料、桥梁涂料、塑料涂料、纸张涂料等,按功能则可分为装饰涂料、防腐防锈涂料、耐高温涂料、防霉抗菌涂料、隔热涂料、导电涂料、绝缘涂料、隐身/伪装涂料、热敏涂料、静电屏蔽涂料、防辐射涂料、防火涂料、隔音涂料等,可以说是品种繁多,性能各异,用途十分广泛。鉴于涂料质量的好坏直接影响到汽车、建材、仪器仪表、电子产品、船舶、飞机等产品的档次和市场竞争力,以及环境保护的压力,各国都在投巨资进行环保型涂料和功能性涂料的研究开发。以美国为例,美国2000年涂料年产量约为670万吨,其中环保型涂料（水性、

高耐候聚硅氧烷涂料配方与性能关系探析

设计了2种基础聚硅氧烷涂料:一种未添加任何溶剂,另一种添加了混合溶剂。以此为基础,考察了固化剂用量、光热稳定剂、颜料、颜基比、催化剂等因素对涂层人工加速老化和户外暴晒光泽和色差(ΔE)的影响规律。研究发现,溶剂对涂层耐候性的影响最大。最后,对聚硅氧烷涂料组分A的贮存稳定性进行了定性讨论。

丙烯酸树脂/TiO_2有机-无机杂化材料的表面性质研究

采用预水解的二氧化钛(TiO_2)溶胶与丙烯酸树脂共混或原位聚合的方法成功地制备了均匀透明的丙烯酸树脂/TiO_2有机—无机杂化材料。通过原子力显微镜(AFM)、X—射线光电子能谱(XPS)和表面接触角研究了杂化材料涂层的表面性质。结果发现在杂化材料中添加TiO_2后,涂层的表面粗糙度、表面Ti元素含量和表面自由能增加,接触角下降。

聚合物/氮化硼复合导热材料研究进展

随着电子信息技术的发展,电子器件逐步趋于小型化、高功率与高密度集成化,其散热问题成为保障器件可靠性运转的关键。目前,聚合物材料由于成本低,成型工艺完善等优势,成为高性能导热材料研究重点。受制于聚合物较低的本征热导率,以高导热六方氮化硼(h-BN)作为填料改性的聚合物/BN复合材料,因兼具高导热性能与电气绝缘的双重优势,最有潜力解决电子器件高效散热问题。文中从h-BN片层剥离、表面改性及在基体中的取向排列等方面,介绍聚合物/BN复合导热材料近年来的研究进展。

碳材料耐高温抗氧化涂层的研究进展

碳材料作为具有优良高温力学性能的结构材料,在冶金工业、航空航天和军事等高温应用领域获得广泛应用,但碳材料在高温氧化气氛中的易氧化性是其使用受限的主要原因。目前在碳材料表面涂覆耐高温抗氧化涂层是解决其高温氧化防护问题的重要办法。主要介绍了碳材料在各应用领域涉及的高温抗氧化涂层技术,并就近年高温抗氧化涂层技术的主要成就和发展方向展开了综述。

改性纳米SiO_2对高固体分丙烯酸酯聚氨酯涂料性能的影响

通过共混法和原位聚合法制得了KH570改性纳米SiO2/高固体分丙烯酸复合树脂及其聚氨酯涂膜,考察了纳米粒子的分散性及涂膜的力学性能。结果表明:原位聚合法纳米粒子的分散性稍优于共混法。采用共混法制得的涂膜的摆杆硬度、显微硬度、杨氏模量和耐磨性均随着SiO2用量的增加而增大,耐刮伤性在3%纳米SiO2用量时达到最大;而原位聚合法制备的涂膜仅有微硬度和杨氏模量增加,耐磨性基本保持不变,耐刮伤性在1%纳米SiO2用量时达最佳。

有机-无机纳米复合涂料的制备、结构和性能

近年来,有机-无机(O/I)纳米复合涂料发展迅速,已成为涂料领域最活跃的研究方向之一,其制备方法可以分成三类:纳米粒子填充法、溶胶-凝胶法和自组装法。本文系统讨论了上述三种路线的制备方法以及结构和性能的影响因素,同时给出了一些评价和建议。

丙烯酸酯聚氨酯/SiO_2纳米复合涂层结构与形态对其耐刮伤性影响研究

以四乙氧基硅烷（TEOS）作为主要前驱体，通过改变溶胶一凝胶工艺参数制得了结构和形态各异的丙烯酸酯聚氨酯／SiO2纳米复合涂层，利用TEM、SAXS等手段表征涂层的结构与形态，由洗刷前后涂层的失光率来表征耐刮伤性，详细探讨了纳米复合涂层耐刮伤性与SiO2相特征、有机无机相作用力及SiO2质量分数之间的关系。研究表明：丙烯酸酯聚氨酯涂层中引入纳米SiO2相后，耐刮伤性明显提高。有机相与SiO2相之间的作用力是影响涂层耐刮伤性的最重要因素，作用力越强，耐刮伤性越好。网络状纳米SiO2与颗粒状纳米SiO2相比，更有利于耐刮伤性的提高，且网络状纳米SiO2质量分数越大，耐刮伤性越佳，但SiO2相的致密度和尺寸对耐刮伤性影响较小。对于颗粒状胶体SiO2，在15～160nm范围内，粒径对耐刮伤性没有明显影响；随着胶体SiO2粒子的质量分数增加，耐刮伤性先增大后减小。

水性纳米SiO_2/聚酯复合树脂及涂料的制备与性能表征

采用声化学反应在纳米二氧化硅粒子表面接枝多元醇,原位熔融聚合法制备水性纳米S iO2/聚酯复合树脂及涂料。通过粒径分析、凝胶渗透色谱分析、透射电镜分析、傅里叶变换红外光谱分析、紫外可见光谱分析等研究了纳米二氧化硅在水性聚酯树脂中的键合作用、分散性等,并考察了水性纳米聚酯聚氨酯涂料的力学性能和光学性能。

高分散性纳米氧化锆晶粒在涂料中的应用

利用非水合成方法得到的高分散性纳米氧化锆(ZrO2)晶粒为原料,经甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)改性后,与紫外光固化涂料混合,获得纳米复合涂料。实验发现,纳米复合涂层存在从透明性向不透明性转变的临界ZrO2浓度,此浓度值强烈依赖于有机相的组成和MPS在纳米ZrO2粒子表面的接枝量。在ZrO2临界浓度以下,纳米复合涂层的折射率、显微硬度、热稳定性随着纳米ZrO2用量的增加而提高;但ZrO2浓度高时,由于双键转化率的降低以及有机相–无机相之间界面作用力的减小,其各项性能开始明显恶化。

纳米SiO_2在高固体分聚酯聚氨酯涂料中的应用

用直接共混法制备了聚酯聚氨酯 /纳米SiO2 复合涂料。用傅里叶红外光谱 (FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、摆杆硬度计、扫描探针显微镜、拉力机和紫外可见光谱仪分别表征了纳米复合涂膜的化学结构及形态、力学性能和光学性能。实验证实 ,大部分纳米SiO2 粒子能以纳米级分散在聚酯聚氨酯涂膜中 。

PDMS-MDI-PEG多嵌段共聚物涂层表面微相分离行为研究

采用两步溶液聚合方法合成了一系列聚二甲基硅氧烷(PDMS)-4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)-聚乙二醇(PEG)多嵌段共聚物.利用轻敲模式原子力显微镜(AFM)观察了嵌段共聚物的表明形貌,研究了退火、共聚物组成以及PEG分子量和不同的官能团对涂层表面微相分离行为的影响,同时对微相分离行为的形成机理也作了相应的探讨.研究表明,该嵌段共聚物即使在PDMS含量大于50wt%时,涂层表面仍呈现出规整有序的纳米级相分离结构,其中疏水相和亲水相分别由PDMS链段和MDI-PEG组分构成.

水下超疏油涂层的研究现状与评述

水下超疏油涂层是当前界面功能材料的研究新热点。从润湿理论可知,在空气环境中的超亲水/超双亲表面和超双疏表面等在水下也可呈现出超疏油特性。在阐述水下超疏油理论的基础上,详细介绍了水下超疏油、超亲水/超双亲、超双疏3类特殊润湿界面材料的发展现状,尤其关注它们的涂料构筑方法,并作简要评述。进一步给出了基于超亲水和超双疏原理的水下超疏油涂层制备策略与建议。

POSS/聚合物纳米复合材料的制备及其在光电材料中的应用

多面体低聚硅倍半氧烷(POSS)是一种新型有机-无机纳米材料。由于其具有优异的光学、电学、力学和热稳定性能,利用具有笼状结构的POSS带有的一个或多个具有反应活性的官能团进行聚合、接枝、表面改性等将POSS引入聚合物分子链段,制备有机/无机纳米复合材料,可以明显改善聚合物的光、电、热等性能。综述了POSS/聚合物纳米复合材料的制备及其在光电材料中的研究进展。

PDMS基聚氨酯嵌段共聚物涂层微相分离的研究进展

具有表面微相分离结构和低表面能的聚氨酯涂层材料是当前高分子防污材料的研究热点。本文介绍了聚二甲基硅氧烷(PDMS)基聚氨酯涂层微相分离的研究进展,提出了获得可控的PDMS基聚氨酯嵌段共聚物涂层微相分离结构的途径。

有机-无机杂化涂层材料的制备及防腐涂层性能

有机聚硅氧烷涂层是由有机硅氧烷前驱体通过一定条件下的水解聚合反应形成的、以Si-O-Si无机网络结构为骨架的一种有机-无机杂化涂层材料。既含有丰富的硅羟基,可与金属表面羟基发生缩合形成共价键;又带有与Si相连的有机基团,与防腐涂层的面漆具有很好的相容性;同时由于Si-O键的高键能以及长键长,机械强度高,耐热、耐候性远优于其他材料,作为一种环保、无毒、性能优良的防腐涂层材料。