纳米二氧化钛浓缩浆对硼酚醛环氧涂料性能的影响

目的提高硼酚醛环氧涂料的耐腐蚀性、表面接触角、粘结强度及耐磨性等。方法用纳米二氧化钛浓缩浆改性硼酚醛环氧涂料,制备耐温耐蚀型纳米复合涂料。通过高温高硫原油浸泡试验评价纳米复合涂层的耐腐蚀性能,通过扫描电镜观察、表面接触角测试、粘结强度测试和耐磨性测试等手段分析纳米二氧化钛浓缩浆对涂层性能的影响。结果硼酚醛环氧纳米复合涂层在100℃高硫原油腐蚀浸泡后,微观上没有出现腐蚀坑和裂纹。添加2%纳米二氧化钛浓缩浆的硼酚醛环氧纳米复合涂层与未添加纳米粒子的硼酚醛环氧涂层相比,抗渗性与耐磨性有所提高。720 h腐蚀试验后,纳米复合涂料的粘结强度由试验前的7.7 MPa降低至6.9 MPa。腐蚀过程中,其表面接触角比非纳米涂层高4°~7°。结论高温高硫原油没有破坏硼酚醛环氧纳米复合涂层的形貌结构、粘结强度和耐磨性。添加2%纳米二氧化钛提高了涂层的抗渗透性和表面接触角。     

铝合金用的两种有机防护涂层评价

    选用LD5、LY11、ZL402为基材,分别施涂IMR11纳米浓缩浆复合涂层(纳米涂层)和SEBF-2型改性熔融结合环氧粉末复合涂层(环氧涂层),利用拉伸试验、抗弯试验以及铜加速乙酸盐雾腐蚀试验,研究涂层在应力应变条件下和酸性盐雾条件下与基材铝合金的适配性.结果表明：纳米涂层比环氧涂层与铝合金基材有更好的适配性;适合用于工作在海洋环境中的飞机、船舶、车辆等非磨损条件下动力设备铝合金结构件的防护涂层.     

胶粘剂对热化学反应法陶瓷涂层性能的影响

采用热化学反应法在工业纯镁、MB2表面制备以MgO为基料的复合陶瓷涂层,并研究了其耐蚀性和耐磨性.结果表明:涂层耐蚀性、耐磨性较基体明显提高;以硅酸钠胶粘剂胶粘制备的涂层性能优于磷酸二氢铝胶粘涂层.     

储油罐环氧基钛纳米复合导静电涂层耐蚀性能

目的研究钛纳米填料粒径和含量对环氧基钛纳米复合导静电涂层耐蚀性能的影响。方法将不同粒径的钛纳米粉(经聚乙烯基吡咯烷酮表面预处理)按不同量加入双酚A(E)型环氧树脂中,之后涂覆在Q235钢表面形成导静电复合涂层。通过表面电阻测试、截面形貌观察、电化学极化曲线和阻抗谱测试,分别评价复合涂层的导静电性能、截面结构和耐蚀性。结果钛纳米粉添加量(占涂层质量百分比)为28%时,随着钛纳米粉粒径从40 nm增大到200 nm,环氧基复合导静电涂层的表面电阻降低,截面结构更加杂乱,添加100 nm钛纳米粉的涂层阻抗和极化曲线阳极电流分别出现最大值和最小值。添加的钛纳米粉粒径为100 nm时,随着添加量从7%增至28%,环氧基复合导静电涂层的表面电阻降低,截面孔洞增大,阻抗值降低,极化曲线阳极电流增大。结论钛纳米填料的加入可以有效提高涂层的导静电性能、致密性和耐蚀性。当添加量为28%时,钛纳米粒径大于100 nm后,涂层截面形貌更加杂乱,耐蚀性降低。对于100 nm粒径的钛纳米填料,当其添加量大于7%时,复合涂层的致密性和耐蚀性降低。     

铁红颜料颜基比对含纳米氧化物的水性环氧涂层耐蚀性的影响

采用电化学阻抗谱、红外光谱、马丘测试和极化曲线等研究了不同颜基比(铁红颜料与环氧树脂质量比)对含3%(质量分数)纳米二氧化钛粒子的水性环氧涂层耐蚀性的影响。结果表明:在含有纳米氧化物的水性环氧涂层中,添加铁红颜料能够进一步提高涂层的耐蚀性;当颜基比为1时,涂层的耐蚀性最佳,在3.5%NaCl溶液浸泡8 000 h后,涂层阻抗仍然达到10~9Ω·cm~2,与无铁红涂层的相比提高大约两个数量级;在含有纳米氧化物粒子的水性环氧涂层中加入铁红颜料不会降低涂层的附着力,且当颜基比为1时,涂层附着力有所提高。     

纳米二氧化钛表面改性及其在聚氨酯涂层中的分散性质

采用长链烷烃和微胶囊方法对纳米TiO2(锐钛型,粒径20nm) 进行表面改性,利用傅里叶红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)分别研究了改性纳米粉体的表面化学结构及接枝率,结果表明:改性纳米TiO2粉体表面成功接枝了高分子聚合物,接枝率分别为5%和12%.将改性纳米TiO2粉体(质量分数为1%～3%)与双组分聚氨酯涂料进行复合,制备了纳米TiO2/聚氨酯复合涂料,并利用扫描电子显微镜(SEM)对纳米复合涂层进行了微观检测,结果表明:微胶囊改性的纳米TiO2在涂层中的分散性最好.     

纳米TiO_2/聚氨酯复合涂层的电化学阻抗研究北大核心CSCD

研究了含量分别为0%,1%,3%和5%(质量分数)的硅烷偶联剂改性前后的纳米TiO_2对涂覆在45#碳钢上的聚氨酯涂层耐蚀性能的影响。场发射电镜(FESEM)测试结果表明,未改性纳米TiO_2在涂层中以团聚体的状态存在,经过硅烷偶联剂KH-570改性后的纳米TiO_2在涂层中均匀分散,其中含量为3%的涂层结构最为致密。采用电化学阻抗(EIS)技术研究了纳米TiO_2/聚氨酯复合涂层在3.5%Na Cl溶液中浸泡不同时间的阻抗行为,实验结果表明添加硅烷偶联剂改性纳米TiO_2可明显提高聚氨酯涂层的耐蚀性,其中含3%改性纳米TiO_2的涂层在浸泡过程中,始终呈现一个时间常数特征,在浸泡至2880 h后,涂层电阻仍然为2.6×108Ω·cm2,明显高于其他组分的涂层电阻,表明该涂层具有最好的耐蚀性。     

马来酸酐聚丁二烯改性聚氨酯涂层的耐水及耐蚀性研究

目的改善聚氨酯涂层的耐水性和耐蚀性等综合性能。方法采用可反应型橡胶马来酸酐聚丁二烯(MAPB)化学改性聚氨酯,并通过红外光谱、接触角、耐水性及电化学阻抗谱等对复合涂层的结构与性能进行表征。结果通过比较分析红外光谱(FT-IR)中改性前后聚氨酯基团对应吸收峰的变化,确定了MAPB成功对聚氨酯进行化学改性。随着马来酸酐丁二烯用量的增加,改性聚氨酯涂料表面疏水性增强,吸水率降低,物理机械性能也得到提高。当加入MAPB含量约为3%～5%时,复合涂层的接触角由75°提高到了95°,吸水率由1.5%降低到最低约0.5%,硬度由3H提高到4H,附着力从4B提高为5B。另外,随着浸泡时间的增加,改性涂层的阻抗值下降的更缓慢,表明MAPB的加入提高了涂层的耐腐蚀性能,尤其是含3%马来酸酐丁二烯改性聚氨酯涂层的耐蚀性表现最优异,这也得到盐雾试验的进一步验证。结论加入约3%的马来酸酐丁二烯改性聚氨酯可大幅降低涂层的吸水率,同时涂层的耐蚀性等综合性能得到改善,这主要归因于可反应基团参与交联提高了涂层的致密度,及其主链烯烃的疏水特性提高了涂层阻隔水和腐蚀介质渗透扩散的能力。     

纳米TiO_2/聚氨酯复合涂层的电化学阻抗研究

研究了含量分别为0%,1%,3%和5%(质量分数)的硅烷偶联剂改性前后的纳米TiO_2对涂覆在45#碳钢上的聚氨酯涂层耐蚀性能的影响。场发射电镜(FESEM)测试结果表明,未改性纳米TiO_2在涂层中以团聚体的状态存在,经过硅烷偶联剂KH-570改性后的纳米TiO_2在涂层中均匀分散,其中含量为3%的涂层结构最为致密。采用电化学阻抗(EIS)技术研究了纳米TiO_2/聚氨酯复合涂层在3.5%Na Cl溶液中浸泡不同时间的阻抗行为,实验结果表明添加硅烷偶联剂改性纳米TiO_2可明显提高聚氨酯涂层的耐蚀性,其中含3%改性纳米TiO_2的涂层在浸泡过程中,始终呈现一个时间常数特征,在浸泡至2880 h后,涂层电阻仍然为2.6×108Ω·cm2,明显高于其他组分的涂层电阻,表明该涂层具有最好的耐蚀性。     

纳米二氧化钛硅烷接枝密度对水性环氧涂层耐蚀性能的影响

目的研究水性环氧/硅烷化纳米TiO2复合防护涂层在3.5%NaCl溶液中的失效规律和防腐性能。方法采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)化学接枝改性纳米TiO2颗粒,将硅烷改性纳米TiO2均匀分散在水性环氧涂料中,并把混合涂料涂覆在Q235钢试样上。采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和热重分析仪(TGA)测试纳米TiO2表面化学接枝改性情况,采用电化学工作站测试复合涂层的电化学性能,采用激光共聚焦显微镜观察复合膜层的表面形貌。结果使用质量分数10%APTES改性纳米TiO2,单齿螺旋结构占有的比例更高;使用质量分数20%APTES改性纳米TiO2,具有最高的接枝密度,为11.78 APTES/nm^2。电化学测试结果显示,环氧/TiO2复合涂层比纯环氧涂层具有更好的耐蚀性能,其中加入质量分数20%APTES改性纳米TiO2的环氧/TiO2复合涂层对基体的保护性能最好,其涂层电阻是纯环氧涂层的12倍,电荷转移电阻是纯环氧涂层的18倍。在相同的腐蚀条件下,单齿螺旋结构更容易被破坏。加入硅烷纳米TiO2颗粒后,可以显著减少涂层表面尖峰状突起和孔洞。结论纳米TiO2的APTES接枝分子密度,是水性环氧/硅烷化纳米TiO2复合防护涂层耐腐蚀性能提高的直接原因。     

纳米复合海洋涂料在船舶防腐蚀应用研究

主要研究纳米二氧化硅浓缩浆和纳米氧化锌浓缩浆对海洋环氧涂料和聚氨酯涂料性能的影响。通过盐雾试验、氙灯老化试验、人工海洋加速老化试验研究海洋腐蚀环境中纳米复合涂料的耐腐蚀性和抗老化性。通过三步法制备高稳定分散的纳米氧化物浓缩浆,并利用纳米二氧化硅浓缩浆和纳米氧化锌浓缩浆改性海洋船舶环氧底漆和聚氨漆酯船壳漆,制备海洋纳米复合涂料。利用 TEM透射电镜、 FTIR红外光谱、 XPS光电子能谱、光泽度仪、表面接触角测试仪和粘结强度测试仪等研究海洋船舶漆的耐腐蚀性、抗老化性及表面防污性能。纳米二氧化硅浓缩浆的红外光谱分析和粘度测试及纳米氧化锌浓缩浆的透射电镜观察表明高分子分散剂的长碳链位阻效应保证了纳米粒子的均匀稳定分散。不含有纳米二氧化硅浓缩浆的环氧漆粘结强度是4.4 MPa,而含有1.0％纳米二氧化硅浓缩浆的环氧漆粘结强度增加到5.6 MPa。通过氙灯老化试验测试涂层的光泽度变化,纳米复合聚氨漆酯漆的光泽度高于不含纳米氧化锌的普通聚氨漆酯漆光泽度。聚氨漆酯漆在海洋循环加速老化试验后 C/O值减少20.1％,而含有1.2％纳米氧化锌浓缩浆的纳米复合聚氨漆酯漆老化后 C/O 值仅减少10.7％,抗氧化性提高。通过对海洋加速循环老化试验中纳米复合聚氨漆酯漆的测试分析表明1.2％纳米氧化锌浓缩浆提高了海洋船舶聚氨酯面漆的抗老化性和表面接触角。纳米浓缩浆可增强纳米复合涂料在海洋重腐蚀环境中耐腐蚀、抗老化等性能。     

电化学阻抗谱研究三种涂层体系的耐蚀性

为选择某型特种装备的表面防腐蚀涂层,利用电化学阻抗谱对H06-4环氧富锌/H53-13环氧云铁/丙烯酸聚氨脂、环氧富锌/厚膜灰云铁环氧/TB06-42丙烯酸聚氨脂和环氧防锈平整底漆/CE-46环氧/丙烯酸聚氨脂三种涂层体系进行了耐蚀性评价测试。结果表明,随着浸泡时间的延长,三种涂层体系的保护作用都降低。对比涂层的阻抗谱变化特征得知,H06-4环氧富锌/H53-13环氧云铁/丙烯酸聚氨脂涂层体系耐蚀性较佳,因此被选为某型装备用防腐蚀涂层。     

纳米SiO2粒子/镍基复合镀层腐蚀行为

将纳米SiO2粒子通过超声分散引入到化学镀Ni-P合金镀液中,在碳钢基体表面共沉积得到纳米SiO2粒子/镍基复合镀层。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对Ni-P镀层和纳米SiO2粒子/镍基镀层的微观结构形貌进行了分析;采用失重法和电化学方法研究了纳米SiO2粒子/镍基复合镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,纳米SiO2粒子/镍基复合镀层仍是非晶态,纳米SiO2粒子的加入提高了镀层的致密性,提高了镀层的耐腐蚀性能。     

海洋大气区钢结构涂层体系及性能评价

目的评价自主开发的聚氨酯配套体系性能。方法概述了海洋大气环境下钢结构涂层性能的评价方法,通过NORSOK M-501循环腐蚀实验来探讨聚氨酯涂料与富锌类底漆、环氧类底漆的配套性,通过QUV加速老化实验来对比自主开发的聚氨酯涂料与国外同类产品的抗老化性能。结果聚氨酯涂料与富锌类底漆的配套体系的抗腐蚀蔓延性优于与环氧类底漆的配套体系。自主开发的聚氨酯涂料体系经4200 h循环老化后,划线处腐蚀蔓延5.56 mm,腐蚀蔓延小于NORSOK M-501标准规定的8 mm,附着力从12.26 MPa衰减到9.83 MPa,附着力衰减幅度为19.8%,附着力衰减幅度小于NORSOK M-501标准规定的50%。自主开发的聚氨酯涂料在紫外光照射下老化3000 h后,60°光泽度从81.5降低到66.5,光泽保持率为82.94%。结论自主开发的聚氨酯涂料体系的耐海洋大气环境性能优良,耐循环老化和耐紫外光加速老化性能与国外同类产品相当。     

三乙醇胺及三乙醇胺/尿素复配物对氧化锆转化膜性能的影响

目的为了提高钢铁表面氧化锆转化膜的耐蚀性。方法以Q235钢片为研究对象,在基础成膜液中分别添加不同质量浓度的三乙醇胺及三乙醇胺与尿素复配物,制备氧化锆转化膜。通过Tafel极化曲线和交流阻抗探讨氧化锆转化膜在5%NaCl腐蚀液中的电化学行为,利用扫描电镜观察氧化锆转化膜的表面形貌,在氧化锆转化膜上涂不同底漆,采用划圈法测试漆膜的附着力。结果在氧化锆基础成膜液中添加100 mg/L三乙醇胺所制得的氧化锆转化膜在5%NaCl腐蚀液中的自腐蚀电流密度为1.66×10-5 A/dm~2,钝化区域最宽,阻抗最大,耐蚀性最好。用尿素代替50%三乙醇胺,其所制得的氧化锆转化膜在5%NaCl腐蚀液中的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度变化不大,钝化区域略有加宽,但阻抗弧明显加大。在氧化锆基础成膜液中添加三乙醇胺及三乙醇胺与尿素复配物制得的氧化锆转化膜,分别经过2%硅醇封闭液和5%硅烷封闭液封闭处理后,与低表面处理环氧底漆和改性环氧底漆漆膜附着力为1级。结论在基础成膜液中添加三乙醇胺和三乙醇胺与尿素复配物后可提高Q235钢耐蚀性,氧化锆转化膜分别经过2%硅醇封闭液和5%硅烷封闭液封闭处理后,均与低表面处理环氧底漆和改性环氧底漆保持良好的附着力。     

有机硅和环氧树脂复合改性聚氨酯涂料的研制

通过单因素实验和正交实验,以涂膜的拉伸强度为依据,确定了用有机硅和环氧树脂复合改性聚氨酯涂料时,制备聚氨酯预聚体的单体甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚醚二元醇(DL2000)的恰当配比,有机硅、环氧树脂和增塑剂的恰当添加量.以及恰当的反应时间和反应温度.对复合改性涂膜进行了红外光谱分析和热重分析,对比检测了未改性涂料,有机硅改性涂料、有机硅和环氧树脂复合改性涂料的各方面性能.结果表明,有机硅和环氧树脂复合改性的聚氨酯涂料各方面性能良好,涂膜具有较高的力学强度、良好的附着力、较低的吸水率、较好的热稳定性和耐酸碱性能.     

尼龙1010/n-SiO2复合涂层摩擦学性能研究

探讨了纳米SiO2（n-SiO2）对火焰喷涂尼龙（Nylon）1010涂层干摩擦磨损性能的影响，采用MRH-3型环-块摩擦磨损试验机对不同n-SiO2含量的尼龙1010涂层的干摩擦磨损性能进行了测试；并利用扫描电子显微镜（SEM）对复合涂层的磨损表面进行观察。结果表明：n-SiO2的加入能明显提高尼龙涂层的耐磨性，降低摩擦因数，疲劳磨损、粘附磨损及犁切现象明显减轻，当n-SiO2含量为1．5％时复合涂层综合性能较好。