酸蚀Al粉对Al-聚氨酯复合涂层光泽度与红外发射率的影响

在不明显升高Al-聚氨酯(PU)复合涂层红外发射率的前提下,通过酸蚀Al粉提高Al粉表面粗糙度的方法来明显降低涂层的光泽度。系统研究了Al粉酸蚀时间对Al-PU复合涂层的微结构、光泽度、红外发射率及力学性能的影响。结果表明:Al粉酸蚀可明显降低涂层的光泽度,酸蚀10min即可使涂层的光泽度从20.1降低为13.0,而Al粉酸蚀对涂层的微结构基本没有影响,对涂层发射率的影响非常有限,酸蚀50min仅使涂层的发射率从0.208增大为0.254,仍然具有较低的发射率。酸蚀20min可使涂层同时具有较低的光泽度和发射率,其值分别为12.8和0.228。涂层的力学性能对Al粉酸蚀处理并不敏感,处理前后涂层的硬度、附着力和耐冲击强度等力学性能分别可达到3H、1级和50kg·cm。     

硅烷偶联剂对Al-Sm_2O_3/聚氨酯复合涂层的改性及其耐润滑油性能

为了提高Al-Sm_2O_3/聚氨酯(PU)复合涂层的耐润滑油性能,采用硅烷偶联剂KH550对其进行了改性。从功能特性和力学性能角度,系统研究了复合涂层改性前后耐金吉星J600型润滑油性能的变化规律。结果表明:经KH550改性的Al-Sm_2O_3/PU复合涂层红外发射率对600型润滑油的稳定性得到了明显的增强,同等条件下的发射率明显低于未改性时的值;经KH550改性后复合涂层表面的Sm_2O_3颗粒分散更加均匀,经600型油润滑一定时间后复合涂层的表面出现了少量微孔,使涂层对1.06μm近红外光的反射率明显低于未改性涂层;改性前后复合涂层的硬度和附着力对600型润滑油均具有良好的稳定性,两者可分别保持在3 H和2级以上;经KH550改性后复合涂层的耐冲击强度比未改性的得到明显的加强,经润滑10 d后仍可达到450 N·cm。     

石墨烯对聚氨酯/青铜复合涂层耐温性能的影响

以青铜粉为功能颜料,聚氨酯(PU)为黏合剂,石墨烯为改性剂,采用刮涂法制备得到了石墨烯改性PU/青铜复合涂层。系统研究了热处理温度及时间对所制备涂层外观、微结构、红外发射率及附着力的影响。结果表明,石墨烯改性可提高涂层的导热和散热效果,从而可提升涂层的耐温性能。相比改性前涂层,石墨烯改性后涂层的外观、微结构、红外发射率及附着力等均具有更高的热稳定性。所制备石墨烯改性涂层在170℃下可长时间使用,在此温度下热处理100h后,涂层的外观、微结构仍然保持不变,发射率可低至0.216,附着力可保持在1级。     

石墨烯加入量对光伏板表面喷涂PU/Cu涂层结构和光泽度的影响

为了改善光伏板表面吸能性能,采用石墨烯改性光伏板表面喷涂PU/Cu涂层,通过扫描电镜(SEM)观察以及光泽度、发射率、力学性能测试等考察了石墨烯加入量对涂层结构和光泽度的影响.结果 表明:Cu粉都在涂层内形成了均匀分布的形态,大部分平行于涂层表面,形成均匀定向排列的状态有助于涂层更高效地反射红外光,达到低发射率的特性.当涂层内存在更高比例石墨烯时,形成了粗糙度更大的表面,使涂层更有效地吸收与散射可见光,达到更低的光泽度.利用加入石墨烯的方法来获得表面组织更粗糙的涂层,能够在保持较低发射率的条件下使涂层光泽度获得有效控制,在涂层内加入黑色石墨烯之后能够更加高效地吸收可见光.采用石墨烯改性PU/Cu涂层能够实现更高效吸收与散射可见光的效果,保持涂层原有发射率的条件下获得更低的光泽度.当涂层内的石墨烯含量提高后,黏附强度、表面硬度与抗冲击能力都未发生明显变化,说明石墨烯改性PU/Cu涂层可保持稳定的力学强度.     

石墨烯对聚氨酯/Al-Sm2O3复合涂层耐盐水性能的影响

以Al粉和Sm_2O_3为功能颜料、聚氨酯(PU)为黏合剂、石墨烯为改性剂,采用刮涂法制备得到了石墨烯改性PU/Al-Sm_2O_3复合涂层。采用扫描电镜、红外发射率测试仪、近红外光谱、涂层力学性能标准测试法,系统研究了石墨烯改性前后涂层经盐水腐蚀不同时间后的微结构、功能特性及力学性能的变化规律,并对其成因进行了分析探讨。结果表明,石墨烯改性涂层经盐水腐蚀不同时间后的外观及表面微结构基本保持完好,体现出了良好的稳定性。经石墨烯改性后涂层相比改性前涂层,其发射率及1.06μm反射率对盐水腐蚀的稳定性明显改善,经盐水腐蚀21 d后发射率仅从腐蚀前的0.623上升为腐蚀后的0.638,1.06μm反射率从腐蚀前的40.8%降低为31.9%。经长时间盐水腐蚀后,改性后涂层比改性前涂层具有更低的发射率和1.06μm反射率。同时,改性后涂层相比改性前涂层可保持更加稳定和优良的力学性能,能更好地满足实际工程应用要求。     

石墨烯对低红外发射率聚氨酯/铝复合涂层耐温性能的影响

有机硅树脂涂层需180℃固化,才具有耐高温氧化和优异稳定的力学性能,生产中难以达到。以Al粉为颜料、聚氨酯(PU)为黏合剂、石墨烯为改性剂,采用喷涂法制备了石墨烯改性PU/Al复合涂层。利用现代表面分析技术和国家标准方法,系统研究了石墨烯改性剂对复合涂层功能及其耐温性能形貌的影响规律。结果表明:石墨烯改性剂可强化复合涂层的导热和散热效果,使其耐温性能明显增强;改性后的复合涂层热老化时颜色加深及起泡现象不明显,且在240℃以上高温热老化条件下具有更低的发射率性能,当热老化温度为250℃时,改性前后涂层的发射率分别为0.241和0.184;改性后的复合涂层保持了优异稳定的力学性能,经不同温度热老化后的硬度、附着力和耐冲击强度可分别保持在3 H,1级和500 N·cm,能很好地满足实际工程的应用要求。     

耐温型近红外低反射与8～14μm低发射率兼容涂层的制备及性能表征

以青铜粉、Sm_2O_3为颜料,环氧改性有机硅为粘合剂,采用喷涂法制备了青铜-Sm_2O_3/环氧改性有机硅复合涂层。系统研究了热处理温度及热处理时间对所制备涂层外观、微结构、近红外反射率、红外发射率及力学性能的影响。结果表明:青铜-Sm_2O_3/环氧改性有机硅复合涂层最高可耐受温度可达到300℃,在300℃下热处理5h后,涂层外观、微结构基本保持不变,发射率和1.06μm近红外反射率可分别低至0.590和57.4%,力学性能保持完好,硬度、附着力和耐冲击强度可分别保持在4H、1级和50kg·cm。所制备涂层在250℃下可长时间使用,在250℃下热处理100h后,涂层外观、微结构仍然保持不变,发射率和1.06μm近红外反射率可分别低至0.558和59.3%,力学性能保持完好,硬度、附着力和耐冲击强度可分别保持在4H、1级和50kg·cm。     

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。     

聚氨酯/青铜-Sm_2O_3复合涂层的近红外吸收与发射率性能EI北大核心CSCD

以青铜（bronze）粉与Sm2O3为复合颜料,聚氨酯（PU）为黏合剂,制备了PU/bronze-Sm2O3复合涂层。系统研究了涂层的红外发射率、近红外吸收性能及力学性能。结果表明：Sm2O3的存在可有效降低涂层对1.06μm与1.54μm近红外光的反射率,青铜粉的存在可有效降低涂层在8-14μm波段的红外发射率;通过调节青铜粉与Sm2O3质量比,涂层在8-14μm波段的红外发射率可在0.422-0.782范围内调节,涂层对1.06μm与1.54μm近红外光的反射率可分别在46.8%-65.0%和49.3%-70.7%范围内调节;所制备PU/bronze-Sm2O3复合涂层具备优良的力学性能,在不同青铜粉与Sm2O3质量比下,其附着力与耐冲击强度分别可达到1级和50kg·cm。     

Al-Sm2O3/聚氨酯复合涂层的近红外低反射与8~14 μm低发射率性能

以Al粉与Sm₂O₃为复合颜料,聚氨酯（PU）为黏合剂,制备了Al-Sm₂O₃/PU复合涂层。系统研究了涂层的微结构、红外发射率、近红外反射性能及力学性能。研究结果表明：Sm₂O₃的存在可有效降低涂层对1.06 μm近红外光的反射率,Al粉的存在可有效降低涂层在8~14 μm波段的红外发射率。通过调节Al粉与Sm₂O₃质量比,涂层在8~14 μm波段的红外发射率可在0.556~0.834范围内调节,涂层对1.06 μm近红外光的反射率可在35.1%~57.7%范围内调节。所制备Al-Sm₂O₃/PU涂层具备优良的力学性能,在不同Al-Sm₂O₃质量比下,其附着力与耐冲击强度分别可达到1级和50 kg·cm。Al-Sm₂O₃/PU复合涂层有望成为一种新型的具备低近红外光反射率与优良力学性能的低红外发射率涂层材料。     

铁基合金粉包覆改性及在雷达/红外兼容隐身中的应用

用KH550硅烷偶联剂对铁基合金粉包覆改性,并以其为颜填料制备了雷达/红外兼容隐身单涂层,系统研究了包覆改性对涂层低红外发射率以及雷达吸波性能的影响。研究结果表明,偶联剂以化学键的形式吸附在铁基合金粉表面形成有机薄膜。2%偶联剂包覆对涂层的红外发射率影响较小,但显著降低铁基合金粉的介电常数,提高阻抗匹配度。涂层厚度为2mm时,-10dB的吸收带宽从包覆前1.5GHz增加至2.2GHz,吸收峰强度也有明显增加。     

CR/PU共混粘合剂红外透明性对涂层发射率的影响

用氯丁橡胶(CR)共混聚氨酯(PU)制备了不同红外透明性的粘合剂,并分别添加不同含量的铜粉等填料,制得不同发射率的红外隐身涂层。对粘合剂的红外光谱、发射率及涂层的发射率、微观形貌等进行了分析。结果表明,随粘合剂中聚氨酯含量的增大,粘合剂的透明性变差、发射率增大,涂层的发射率也增大;当铜粉添加量较大时,涂层发射率较小,粘合剂的红外透明性对涂层发射率的影响也相对小一些;并着重对其原因进行了分析。     

Effect of surface modification of Cu with Ag by ball-milling on the corrosion resistance of low infrared emissivity coating

The corrosion resistance of low infrared emissivity copper/polyurethane (Cu/PU) coating was markedly improved by surface modification of Cu with silver (Ag) using a ball-milling method. For the purpose of clarifying the effect of the surface modification, the phase and morphology of as-prepared products were investigated by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM), and the corrosion behavior was investigated with potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectra (EIS). As a result, it was found that Ag was homogeneously distributed in Cu and the encapsulation of oil layer on the surface of Ag–Cu composite powders was formed after ball-milling, therefore, compatibility with organic phase was improved, which often keeps the low infrared emissivity and enhances the anti-corrosion performance of the coating.     

Nacre biomimetic design—A possible approach to prepare low infrared emissivity composite coatings

Mimicking the highly organized brick-and-mortar structure of nacre, a kind of nacre-like organic–inorganic composite material of polyurethane (PU)/flaky bronze composite coatings with low infrared emissivity was successfully designed and prepared by using PU and flaky bronze powders as adhesives and pigments, respectively. The infrared emissivity and microstructure of the coatings were systematically investigated by infrared emissometer and scanning electron microscopy, respectively, and the cause of low infrared emissivity of the coatings was discussed by using the theories of one-dimensional photonic structure. The results show that the infrared emissivity of the nacre-like PU/flaky bronze composite coatings can be as low as 0.206 at the bronze content of 60 wt. %, and it is significantly lower than the value of PU/sphere bronze composite coatings. Microstructure observation illustrated that the nacre-like PU/flaky bronze composite coatings have similar one-dimensional photonic structural characteristics. The low infrared emissivity of PU/flaky bronze composite coatings is derived from the similar one-dimensional photonic structure in the coatings.     

甘蔗渣显微结构对聚乳酸/甘蔗渣复合材料结构与性能的影响

采用碱处理、硅烷偶联剂处理以及碱处理配合硅烷偶联剂处理等方式改性甘蔗渣(BF),采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TGA)以及力学性能测试等研究改性后BF结构的变化。结果表明,不同改性方法均明显改变了BF的结构及改性剂的键合方式。碱处理能够去除BF中的半纤维素等小分子聚合物以及部分非晶区的纤维素,导致BF热稳定性降低,结晶度上升。碱液浓度偏高以及碱处理时间过长会导致BF的纤维表面原纤化,虽然能增加与偶联剂反应的面积,但BF的强度大大下降,不利于BF的增强作用。因此,硅烷偶联剂处理的BF/PLA复合材料的相容性及力学性能最佳,其次为碱处理配合硅烷偶联剂处理的BF/PLA复合材料,最后为碱处理的BF/PLA复合材料。     

硅烷偶联剂对集料表面改性的制备及性能表征

利用硅烷偶联剂对集料进行表面改性,使其与集料发生水解和固化反应。基于表面能理论、红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等微观分析手段对改性前后的集料进行表征,通过直接拉伸、水煮法、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验等宏观手段对改性前后的集料性能进行验证。结果表明硅烷偶联剂表面改性后的集料接触角减小,由原来的亲水性变为亲油性;红外光谱(FTIR)发现硅烷偶联剂与集料之间产生了Si—O—C、Si—O—Si共价键和氢键;扫描电镜(SEM)观测到集料表面形成了一层聚硅氧烷偶联层薄膜,表明集料表面已引入了硅烷偶联剂中的亲油基团;浸水前后表面改性的集料比原集料抗拉强度损失率下降了42.2%;集料与沥青之间的粘附性等级可达到5级,沥青混合料残留稳定度提升11.54%,冻融劈裂强度比提升39.26%。说明了硅烷偶联剂成功对集料进行表面改性,并改善了集料的表面性能。     

毛白杨木粉/聚丙烯复合材料界面相容性的介电弛豫解析

为解析木塑复合材料的界面相容性机制,通过介电弛豫过程分析研究不同硅烷偶联剂添加量的毛白杨木粉/聚丙烯复合材料的温度谱及频率谱,并计算介电弛豫过程中的表观活化能和热力学量。结果表明:在添加硅烷偶联剂的毛白杨木粉/聚丙烯复合材料中能观察到基于木材细胞壁无定形区中伯醇羟基的回转取向运动的弛豫过程;弛豫强度随硅烷偶联剂添加量增大先减少而后缓慢增大;随偶联剂添加量的增大,弛豫时间分布峰呈先变宽、变低,然后再变尖、变高趋势;表观活化能、活化焓、活化自由能和活化熵随硅烷偶联剂添加量增加先增大后减小。表观活化能在硅烷偶联剂添加量(质量比)为2.0%时达到最大值(28.12kJ/mol),与未添加偶联剂的毛白杨木粉/聚丙烯复合材料的(13.86kJ/mol)相比增加2倍以上,活化焓在硅烷偶联剂添加量从0%时的12.09kJ/mol增大到2.0%时的26.35kJ/mol,增大了117.9%,说明弛豫过程中伯醇羟基回转取向运动需要克服的能垒增加,毛白杨木粉与聚丙烯塑料的相容性更好,结合更紧密,界面强度更强,性能更加稳定。     

基于径向基函数神经网络优化制备复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料及其补强-阻燃性能

以钠基蒙脱土作为研究对象,以十六烷基三甲基溴化铵与去离子水的混合液、硅烷偶联剂KH550与无水乙醇的混合液作为改性剂,制备复合改性钠基蒙脱土,并将复合改性钠基蒙脱土代替部分炭黑,与促进剂、硫磺、ZnO、硬脂酸、橡胶进行复合,制备复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料。利用径向基函数（RBF）神经网络模型优化复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料的制备工艺参数,并且对复合改性钠基蒙脱土和复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料进行表征与测试。结果表明,当扩展系数为0.50~0.65时,所建立复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料力学性能和阻燃性能的RBF神经网络模型具有最佳的逼近效果。当去离子水用量为1 074 g、十六烷基三甲基溴化铵用量为13.7 g、无水乙醇用量为14.8 g、硅烷偶联剂KH550用量为0.32 g、搅拌速度为2 890 r/min时,复合改性钠基蒙脱土/橡胶复合材料具有良好的力学性能和补强性能,即拉伸强度19.1 MPa、撕裂强度43.5 kN/m和极限氧指数32.83%。      

壳核型聚苯胺/钛酸钡复合电流变材料的制备及表征

采用溶液聚合的方法,在经过硅烷偶联剂表面修饰的钛酸钡微粉表面原位聚合聚苯胺,得到聚苯胺/钛酸钡壳核结构(BaTiO3/PAn)的有机-无机复合粒子.借助SEM、XRD、FT-IR、DSC-TG等分析手段研究了复合粒子的形貌、结构及热性能.利用改装后的旋转粘度计分别对钛酸钡和聚苯胺/钛酸钡复合颗粒的电流变性能进行研究.结果表明利用硅烷偶联剂成功地在钛酸钡粒子表面接枝合成聚苯胺,聚苯胺/钛酸钡复合颗粒电流变液的电流变性能明显比纯钛酸钡的电流变性能有所提高.