环氧/蒙脱土复合涂层的制备及在H2S/CO2环境中的耐热防腐性能研究

通过优化固化工艺、有机蒙脱土含量及树脂组分改善环氧涂层的耐热性,制备应用于高温H2S/CO2腐蚀环境中的环氧耐热防腐涂层,采用高温高压釜试验测试了涂层的耐热防腐效果。结果表明:适当的高温处理能显著提高基体树脂的玻璃化转变温度;环氧树脂在80℃机械搅拌条件下插入有机蒙脱土的层间,质量分数为3%的有机蒙脱土在基体中分散均一,为插层/剥离混合型复合结构,兼顾材料的热机械性能和阻隔性能;清漆涂层的玻璃化转变温度为153.7℃,其防腐涂层在150℃以下含H2S/CO2的油气环境中的防腐效果良好,说明玻璃化转变温度作为防腐涂层的使用上限温度是可行的。     

海底管道三层聚烯烃防腐涂层系统 FBE的质量控制

熔结环氧粉末（ FBE）作为海管用三层聚烯烃防腐涂层的重要涂料，决定着防腐涂层的整体质量。本文主要从熔结环氧粉末的检验、涂覆、验收等方面来介绍海管防腐涂层的质量控制。通过工程案例介绍质量风险。通过熔结环氧粉末的材料特性与涂层施工工艺、涂层服役环境和熔结环氧粉末的技术要求，阐述了海管防腐层用熔结环氧粉末的质控要点。     

中强腐蚀性土质下钢顶管外防腐材料性能试验研究

针对中强腐蚀性土质下钢顶管外防腐,取样进行涂覆试验,综合比较熔结环氧粉末、环氧玻璃鳞片、加强级环氧煤沥青的性能,提出推荐的工程实施方案,优化固化温度和固化时间,并提出补伤、补口方法。结果表明:可采用防腐性能较好、即喷即干、针孔与损伤易于修复的熔结环氧粉末防腐层,保障工程寿命并加快施工进度;熔结环氧粉末防腐层最佳固化涂覆温度为120~140℃,固化时间为30~60 min,一次涂覆不易过厚,可通过多次涂覆减少涂层针孔和涂层缺陷;补伤、补口可采用无溶剂液体环氧。     

光产碱型高性能硫醇 -环氧光 -热双重固化涂层的制备及性能研究

针对传统硫醇 -环氧光产碱固化涂层物理机械性能不足的弱点，通过调控 2，4，6-三巯基-s-三嗪（ TTCA）与四（ 3-巯基丁酸）季戊四醇酯（ PE-1）的比例制备了一系列硫醇 -环氧光产碱固化涂层。利用实时红外光谱监测了各涂层体系中巯基及环氧基团的转化率，通过动态力学性能分析（DMA）和拉伸试验测试了固化膜机械性能，同时测试了固化膜的玻璃化转变温度及涂层基本性能。结果表明：随着 TTCA含量的增加，涂层光固化速度呈现一定的下降趋势，但最终光 -热双重固化后固化膜的玻璃化转变温度、力学性能和表面硬度都得到了显著提高。     

基于超声导波的埋地管道检测技术研究

通过试验研究的方法针对不同防腐层的样管,测试了超声导波在沥青、环氧粉末和聚乙烯防腐层中的传播特性;同时,分别在沙土和黏土埋地环境中测试导波对不同参数的缺陷的检测能力。结果发现,超声导波在无防腐层管道中的衰减最小,而在沥青、环氧粉末防腐层管中的衰减加剧,在聚乙烯防腐层管中的衰减极为剧烈;同时,缺陷的尺寸越大、距离越短,管道的埋深越低,导波的能量衰减越小;而埋地材料对超声导波的影响相对较为明显,黏土环境中导波能量的衰减远高于沙土环境。     

钢质管道防腐用熔结环氧粉末固化反应特性

采用示差扫描量热法(DSC)在动态条件下研究了钢质管道防腐用熔结环氧粉末的反应特性,根据不同升温速率下测得的动态DSC曲线图谱,运用温度-升温速率(T-β)图外推法获得了基础的固化工艺参数,即凝胶温度(Tg)92.76℃、固化温度(Tc)133.94℃和后处理温度(Tt)160.58℃。并采用Kissinger方程和Crane公式计算确定了体系的固化反应动力学模型方程式,在此基础上,预测了等温条件下该种管道用熔结环氧粉末涂料的固化反应特性,对今后的管道防腐涂层施工提供了理论参考。     

DSC测试环氧胶玻璃化转变温度的影响因素

采用差示扫描量热法测试了环氧胶样品的玻璃化转变温度。结果表明:样品的Tg值随着样品的厚度、形状、养护时间等的不同而变化,不同条件下测试的Tg值不具有可比性,因此,在说明某种材料的Tg值时,应详细注明测试条件。     

环氧树脂聚酰胺体系微波固化特性研究

微波固化相对于传统热固化有着固化效率高、无污染、设备投资小等优势。针对双酚A型环氧树脂聚酰胺固化体系,采用DSC测固化度表征微波固化行为,优化体系成份配比,设计正交试验表考察微波固化工艺参数对固化行为的影响,并对两种不同固化方式产物的玻璃化转变温度进行比较。结果表明:微波固化体系最优配比为环氧E51∶650聚酰胺∶660A活性稀释剂=100∶80∶12;影响该体系固化效率的微波固化工艺参数主次顺序依次为加热时间、输出功率、加热周期、间歇时间;该体系微波固化产物的玻璃化转变温度及弯曲性能较热固化产物有一定程度的降低,分析得出微波场的不均匀性是这一现象产生的重要影响因素。     

环氧富镁合金涂层的耐蚀性能

分别利用镁合金AZ91D粉末和纯镁粉末制备环氧有机涂层,在盐雾环境下的耐蚀性能进行了比较,同时对两种涂层进行了极化曲线和电化学阻抗测试。结果发现,环氧AZ91D有机涂层涂层性能较好,在盐雾960 h表面无明显变化,而环氧镁涂层在盐雾240 h已开始鼓泡,环氧AZ91D的极化电阻及极化电流更小,阻抗模值下降速度更慢,也从电化学角度应证了环氧AZ91D涂层更耐蚀的结论。     

模拟危化液体储罐复合热控涂层的开发与应用

设计了液体储罐用热控涂层结构:环氧云铁底涂(50~60μm)+聚氨酯硬泡隔热层+网格加强层+过渡层(0.5 cm)+热反射面层(50~60μm)。研究了聚氨酯隔热层厚度对20 L保温桶保温效果的影响,确定了适宜的厚度为5 cm,实现了腐蚀与防护、热阻隔、热反射等技术集成。对样板涂层各层间附着力、抗压强度、耐高低温交变、耐盐雾性能进行了测试,以13 m3和40 m3的储罐模拟化工储罐,分别涂覆复合热控涂层,与储罐旁的消防棚进行比较,进行热控性能测试。结果表明:钢板与底涂之间及过渡层与热反射层之间的附着力均为1级,底涂与保温层之间及保温层与过渡层之间的附着力分别为6.3 MPa和5.2 MPa;耐盐水及盐雾测试中,复合涂层表面无起泡、脱落现象;涂层的抗压强度约为0.35 N/mm2;高低温交变10个循环后,表面光滑平整,无裂纹。其性能满足储罐工作环境的需要。在涂层热控性能测试中,当消防棚内的温度在20~42°C之间波动时,13 m3和40 m3的储罐内水温波动在4°C以内,表明该复合涂层结构保温效果良好。     

热固性环氧树脂改性沥青粘结剂的性能研究

以环氧树脂为沥青改性剂制备了热固性环氧沥青粘结剂。利用示差扫描量热仪(DSC)、动态热力学分析(DMA)、万能材料试验机和布氏旋转粘度计研究了环氧树脂改性沥青粘结剂的等温和非等温固化反应、玻璃化转变温度(Tg)、阻尼行为、力学性能和粘温特性。结果表明,环氧沥青粘结剂等温固化反应属于自催化反应,沥青的加入大大地降低了环氧树脂的固化热,其固化后只有1个Tg(远高于纯沥青的Tg),说明环氧树脂和沥青有很好的相容性。环氧沥青粘结剂还具有优异的阻尼行为,很高的拉伸强度和韧性。     

含芳醚芴二胺/环氧树脂固化反应动力学及性能研究

以9,9-双[4-4-氨基苯氧基苯基]芴(BAOFL)作为固化剂,采用非等温DSC技术,研究了BAOFL/环氧树脂(E-51、TDE-85和芴基环氧树脂)体系的固化反应动力学,利用动态热机械分析仪(DMA)和热重分析仪(TGA)测试了固化树脂的力学性能和热稳定性。结果表明,固化反应活化能与环氧树脂和固化剂的结构密切相关,芳醚的引入提高了氨基与环氧基的反应性,固化树脂呈现出优良的热性能和力学性能,其玻璃化转变温度(T)达到206~248℃,贮能模量为2.54~2.94 GPa,初始热分解温度312~375℃,700℃g时的残炭率达到15.2%~31.7%。()     

固化体系对环氧树脂耐高温性能的影响

针对覆铜板的耐高温要求,分别使用胺类固化剂4,4′-二氨基二苯砜(DDS)、4,4′-二氨基二苯醚(DDE)和乙二胺(EDA)固化改性双酚A型环氧树脂,研制适用于耐高温覆铜板的环氧树脂固化物。用示差扫描量热法(DSC)研究其固化过程,讨论了固化剂用量、固化剂种类及固化温度等因素对固化物玻璃化转变温度(Tg)的影响。实验结果表明,固化物耐热性最好的配比不是化学计量,而是偏离化学计量,在理论用量的基础上适当增加固化剂用量,可有效地提高固化产物的玻璃化温度Tg值;使用芳香胺类固化剂固化双酚A型环氧树脂,其固化产物有较高的玻璃化温度,可以满足覆铜板耐高温的要求。     

苯并噁嗪/含磷环氧/含氮酚醛共混体系结构与性能的研究

针对双酚A型苯并噁嗪无法满足较高阻燃要求的缺陷,在双酚A型苯并噁嗪中引入含磷环氧、含氮酚醛,制备了三元共混浇铸体,通过测定凝胶化时间、差示扫描量热仪(DSC)、动态热机械分析(DMA)、热失重分析(TGA)、垂直燃烧、锥形量热等测试手段研究了共混体系固化反应及结构与性能间的关系。研究表明:在共混体系中,随着环氧树脂含量的增加,固化产物的初始储能模量和玻璃化转变温度均减小,同时还有效地发挥了固相、气相阻燃的作用;含氮酚醛的引入,除有效催化固化反应和降低固化反应温度外,还发挥了气相阻燃的作用。含磷环氧和含氮酚醛均能有效提高热稳定性和阻燃性能;含氮酚醛中的氮源比苯并噁嗪中的氮源对阻燃、提高热稳定性等性能所发挥的作用更明显。     

Preparation and characterization of hybrid thiol‐ene/epoxy UV–thermal dual‐cured systems

Hybrid thiol‐ene/epoxy coatings were prepared by combining thiol‐ene photo‐curable formulations with epoxy monomers, through a dual UV–thermal curing process. An increase in glass transition temperature and in storage modulus was observed for the hybrid thiol‐ene/epoxy coatings when compared with the pristine thiol‐ene UV‐cured system. Also, the bisphenol A moieties introduced into the hybrid networks during the dual‐curing process induced an increase in thermal stability of the cured materials. It has been demonstrated that the addition of epoxy monomer to the thiol‐ene photo‐curable system is a good strategy to follow in order to improve the final properties of thiol‐ene‐based coatings leading to a wide range of possible applications for the hybrid materials. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

Preparation of epoxy/MCDEA networks modified with ionic liquids

Ionic liquids based on imidazolium, pyridinium and phosphonium with long alkyl chain were used to develop epoxy networked materials cured at high temperature, with 4,4′-methylene-bis 3-chloro-2,6-diethylaniline (MCDEA). Imidazolium- and pyridinium-based ILs decreased the onset curing temperature suggesting an accelerating effect, whereas those based on phosphonium salts exerted only a marginal effect on the curing process. The presence of the ILs resulted in a decrease of the glass transition temperature and this effect was less pronounced in systems containing phosphonium-based IL with [PF₆] as the counteranion. The storage modulus below the Tg increased with the addition of ionic liquid suggesting an improvement of stiffness due to the interactions between the ILs and the epoxy matrix. Such interactions were also confirmed by rheological properties. Considering different ionic liquids, those constituted by phosphonium salts were effectively confined inside the epoxy networks and that containing iodide as the counteranion presented the best thermal stability, being indicated for assessing epoxy-based systems with high curing temperature.     

固化剂对环氧玻璃鳞片涂层性能的影响

以双酚A环氧树脂(E20)为主要成膜物,层片状玻璃鳞片和云母氧化铁为主要填料,辅助以铝粉、氧化铁红颜料,以及各种助剂和溶剂,再分别加入固化剂脂肪族胺加成物、聚酰胺TY-650,制得高固体分厚浆型环氧玻璃鳞片涂料。通过常规的力学性能(涂层的硬度、耐冲击性、柔韧性、附着力等)和耐腐蚀性测试,对比了不同固化剂对环氧玻璃鳞片涂层性能的影响。研究结果表明,脂肪族胺加成物与环氧树脂交联固化的玻璃鳞片涂层的硬度、附着力以及交流阻抗值都较高,具有良好的综合性能,加入铝粉对基体可起到阴极保护作用。     

有机硅改性环氧树脂及其室温固化的性能研究

采用二苯基硅二醇(DSPD)改性双酚A型环氧树脂(E-51)制备了有机硅改性的环氧树脂,采用硫脲改性聚酰胺650制备了室温快速固化的环氧固化剂。合成产物通过红外进行表征,用盐酸-丙酮法测定改性环氧树脂的环氧值,通过指干时间确定聚酰胺650和改性聚酰胺650与E-51的较优配比。通过差示扫描量热分析法(DSC)和热重分析法(TG)表征改性环氧树脂固化物的耐热性,通过拉伸性能和扫描电镜测试(SEM)表征改性环氧树脂固化物的韧性。实验结果表明,环氧树脂经改性后,其玻璃化温度升高了27℃,与聚酰胺650固化后,固化产物的起始热分解温度明显增加,失重50%的分解温度升高了180℃,固化物的断裂伸长率增加了3.41%,断裂面呈现明显韧性断裂特征。     

聚酯/TGIC粉末涂料的贮存稳定性与性能退化

粉末涂料在贮存期间可发生物理及化学变化,高温贮存会造成粉末涂料因化学变化而产生不可逆的性能劣化。为找到粉末涂料的贮存稳定性与配方、生产以及贮存条件的关系,本研究通过分析粉末涂料的 Tg、原材料、生产工艺等因素,发现粉末涂料的贮存稳定性以及性能劣化与粉末涂料的 Tg、固化剂 TGIC（异氰尿酸三缩水甘油酯）的品质、聚酯 /TGIC的配比、固化促进剂的使用以及生产加工工艺等因素密切相关。可以用差示扫描量热仪（ DSC）检测粉末涂料的热性能变化、通过测定粉末涂料胶化时间以及倾斜板流动值的变化大致判断粉末涂料的性能劣化程度,有必要出库前再次喷板检验重新评价粉末涂料质量,从而避免将性能劣化严重的粉末涂料发往客户,造成严重后果。     

核壳聚合物粒子对环氧树脂热膨胀系数的影响

采用核壳聚合物(Core-Shell Polymer,CSP)粒子改性环氧树脂,通过红外光谱、热力学分析和扫描电镜研究了CSP粒子对环氧树脂基体热膨胀系数(CTE)的影响。结果表明:CSP粒子壳材料分子链中的羰基在环氧树脂固化过程中可与环氧分子侧链上的羟基形成氢键作用,从而加强了核壳聚合物粒子与环氧树脂的界面作用。随着CSP粒子质量分数的增加,改性环氧树脂基体的玻璃化转变温度呈下降趋势;相对于纯环氧树脂,改性环氧树脂在玻璃化转变温度下的CTE呈现先下降后上升的趋势,添加质量分数为0.5%的CSP后,其CTE值降低了12.88%。但在玻璃化转变温度上的热膨胀系数均高于纯环氧树脂。