基体表面状态对聚乙烯涂层结合强度的影响

利用砂纸打磨、酸冼、磷化、喷砂、KH-560硅烷处理等不同表面预处理工艺对Q235钢基体进行预处理。并在不同表面状态的钢基体上制备聚乙烯涂层，研究了不同预处理工艺对聚乙烯涂层结合强度的影响。结果表明：传统表面处理工艺提高涂层结合强度有限，而KH-560硅烷处理可以显著提高涂层结合强度，较用传统的砂纸打磨（60^#）、酸冼、磷化、喷砂处理工艺分别提高了40．3％、46％、17．6％和13．2％，而涂层的破断形式也有别于传统的处理方法，为内聚断裂；“喷砂＋KH-560”预处理法可以获得最大的涂层结合强度。     

超疏水复合材料的制备及其在真石、质感涂料中的应用研究

采用正硅酸四乙酯(TEOS)以溶胶-凝胶法制备了粒径为100 nm的二氧化硅溶胶颗粒,以氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-603)作为纳米颗粒团聚体和附着力促进剂,使用十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)对二氧化硅溶胶进行疏水处理得到改性溶胶颗粒,再以热塑性聚氨酯(TPU-95A)树脂为粘结剂,制备超疏水复合涂层。采用静态接触角(CA)、红外光谱(FT-IR)、粒径分布、透射电镜(TEM)对改性颗粒和涂层进行表征。结果表明:当KH-550与KH-603质量比为7∶3,TEOS与TPU-95A质量比为27.76∶1时,水滴在超疏水复合涂层的静态接触角高达152°,将此材料运用在真石、质感涂料上能够赋予涂层超疏水特性,使涂层具备耐沾污自清洁的功能。     

草莓型微球基自补偿性超疏水涂层的制备及性能

通过KH-560改性光催化纳米Ti O2与3-KH-550改性微米Si O2的偶合反应制备草莓型微球,用氟硅烷改性微球表面,再将其与羟基氟硅油、甲基三丁酮肟基硅烷共混制得超疏水涂料,将其涂覆于基材表面室温固化制得超疏水涂层。利用扫描电镜和光学接触角测量仪对涂层形貌和润湿性进行了表征,并对涂层表面耐久性和自补偿性进行了测试。结果表明:当颜基比为4.5∶5.5时,涂层表面的水接触角可以达到165°,同时草莓型微球表面粗糙度可显著提高涂层的超疏水性;此外该涂层具有优异的耐油污性和耐酸碱性,更为重要的是,由于氟碳链段的自补偿性可以使受损涂层恢复超疏水性。     

超临界CO2快速膨胀法制备SiO2/聚氨酯超疏水涂层

用超临界CO₂快速膨胀法制备了SiO₂/聚氨酯超疏水涂层。首先用十三氟辛基三乙氧基硅烷（F-硅烷）和γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷（KH-570）改性纳米二氧化硅,制备出含双键的纳米二氧化硅粒子,将其分散在超临界CO₂中,再利用超临界CO₂快速膨胀法将其喷射到双键封端的且已添加了引发剂的聚氨酯涂层表面,通过加热,使纳米二氧化硅粒子接枝在聚氨酯涂层表面,形成稳固粗糙结构,获得了超疏水性质。研究了喷嘴温度、反应釜温度和压力、偶联剂配比、表面粗糙度对涂层疏水性的影响。结果表明：涂层的静态水接触角可达到169.1°±0.6°;在喷嘴和釜内温度都为90℃,釜内压力为16 MPa,F-硅烷和KH-570配比为1∶1,表面粗糙度为7.3 μm时,所制得涂层具有较好的超疏水性,且具有优良的耐刮伤性。该法高效环保,涂层性能优良,适于大面积制备。     

Al2O3-瓷釉复合陶瓷涂层冲蚀磨损性能研究

利用搪瓷涂层的制备工艺在Q235A钢表面制备Al2O3-瓷釉复合陶瓷涂层,研究了瓷釉粒度、Al2O3陶瓷颗粒的粒度和体积分数对复合涂层耐冲蚀磨损性能的影响。结果表明:过渡层原料瓷釉粒度为16μm时获得涂搪性较好;硬质耐磨相的加入可显著提高复合涂层的耐冲蚀性能;本实验中在45°冲蚀角、15 MPa冲蚀气压、2.2 kg冲砂量的冲蚀实验条件下Al2O3粒度为50μm、体积分数为30%时涂层具有很好的耐冲蚀性,是无硬质相搪瓷层的4倍。     

工程机械结构件前处理对硅烷成膜的影响

传统的磷化前处理会对环境产生一定的危害,而硅烷前处理具有很好的环保性。对Q235钢材表面采用不同清洁度、不同除锈等级条件下制备了硅烷膜,通过能谱测试(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)研究了硅烷处理后的表面元素成分、形貌特征。在硅烷前处理后喷涂底漆,研究了试板在3.5%Na Cl(质量分数)溶液中的电化学阻抗行为和耐中性盐雾性能,结果表明:工程机械结构件在进行硅烷前处理之前,基材除锈等级必须达到Sa2.5级,清洁度达到1级,才能满足工程机械涂装要求。     

纳米杂化SiO2织物防水涂层研究

以含氢硅油(PHMS)、十六烯(HDE)和乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为原料,通过硅氢化加成反应制得长碳链/烷氧基共改性硅油(PHV)。用红外光谱(FTIR)对PHV进行结构表征。采用γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、氨基改性纳米硅溶胶和PHV依次对棉织物进行处理,制备防水涂层。用扫描电子显微镜(SEM)观察了涂层的膜微观形貌,用静态接触角测量仪、白度仪和柔软度仪测定了织物应用性能。结果表明,整理后织物表面存在大量疏水杂化纳米微突体,随PHV用量的增加,织物的柔软度降低,白度的变化较小,织物表面水的静态接触角达到142.1°,有较好的防水性。     

硅烷偶联剂预处理PANI对水性涂料性能的影响

借助不同硅烷偶联剂[苯胺甲基三乙氧基硅烷(ND-42)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)]预处理聚苯胺(PANI),制备出具有不同分散性的PANI。红外测试表明,偶联剂成功掺杂到PANI上;粒径分析表明,预处理后的PANI粒径增加;采用自制分散测试装置进行沉降体积测试,结果表明,经ND-42处理的PANI单位质量沉降体积(0.3m L/g)比未经偶联剂处理的PANI下降83.3%。将PANI加入水性环氧涂料中制成涂层后进行机械性能测试,结果表明,涂层附着力、硬度和耐冲击性均有不同程度的提升。其中,添加ND-42改性PANI的涂层,其腐蚀电位为-0.484 V,相对于未经偶联剂处理的PANI涂层右移0.131 V,腐蚀电流密度下降55.0%,盐雾实验120 h后无明显生锈现象。     

金属表面制备KH-560硅烷膜涂层

有关专家通过试验制备了有望取代磷化和铬酸盐钝化的KH-560硅烷膜，采用了红外反射吸光谱(RA-IR)分析KH-560硅烷膜的成分和结构、电导率法在线监测硅烷偶联剂水解程度，以涂层拉伸法测试膜的结合强度，研究了影响硅烷膜性能的各项制备工艺条件。     

环保型无机-有机聚氨酯超疏水性涂层的制备

<正>采用十三氟辛基三乙氧基硅烷(以下简称"F-硅烷")和γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)改性nanoSiO2(纳米二氧化硅),制备出含双键的nano-SiO2粒子;然后将其喷射至含引发剂的端双键WPU(水性聚氨酯)涂层表面,通过加热固化反应,使nano-SiO2粒子接枝在WPU涂层表面,形成稳固粗糙结构的超疏水性涂层。研究结果表明:当m(F-硅烷):     

新型耐高温有机硅树脂的制备及其性能研究

以甲基三甲氧基硅烷/苯基三甲氧基硅烷为混合硅烷,在硅烷偶联剂(KH-560)作用下混合硅烷经水解缩合后,制得耐高温有机硅树脂。研究结果表明:该硅树脂在N2中失重10%时的温度为385℃,说明其耐热性较好;胶接件的剪切强度随甲基三甲氧基硅烷比例增加而增大;基材表面经KH-560处理后,相应硅树脂/基材胶接件的剪切强度随KH-560含量增加而增大,并且基材为钢片、铝片和玻璃钢片时的剪切强度分别为1.7、1.6、2.3 MPa。     

Corrosion protection behavior of AZ31 magnesium alloy with cathodic electrophoretic coating pretreated by silane

As an alternative process to phosphate and chromate conversion coatings, silane pretreatment was used to improve the performance of cathodic electrophoretic coating (E-coat) on AZ31 Mg alloy in this study. The galvanic corrosion behavior of AZ31 Mg alloy with E-coat coupled with Q235 steel was investigated. Compared to bare Mg alloy and Mg alloy with conventional painting, the corrosion properties of the AZ31 Mg alloy pretreated with silane and subsequently E-coated were studied during salt solution immersion and salt spray testing. The surface morphologies of the Mg alloy were examined in detail after immersion in NaCl solution for different times using digital photography and scanning electron microscopy (SEM). The corrosion current density of the specimens was characterized by DC polarization tests. It was found that silane pretreatment of AZ31 Mg alloy followed by subsequent E-coat led to much better corrosion protection than that without silane treatment. The silane pretreatment and E-coat delayed the galvanic corrosion of Mg alloy coupled with 235 steel bolts.     

Ni-W-Fe-P四元合金镀层在酸碱盐溶液中的腐蚀行为

在Ni-W-P合金镀液中加入硫酸亚铁,并通过适当的工艺在Q235钢表面制备了Ni-W-FeP四元合金镀层。采用扫描电子显微镜观察了镀层的表面形貌,通过能谱仪测试了镀层中各元素的质量分数,通过X射线衍射仪分析了镀层的结构,并借助极化曲线和交流阻抗曲线方法考察了镀层和Q235钢在体积分数为5%的H2SO4溶液、质量分数为5%的NaOH溶液和质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:Ni-W-Fe-P合金镀层为非晶态结构,表面较为均匀,W和Fe的质量分数分别约为2.71%和1.56%。在上述三种腐蚀介质中,镀层的耐蚀性远优于Q235钢的,主要是镀层在酸、碱、盐介质中表面形成钝化膜所致。     

Excellent corrosion protection performance of epoxy composite coatings filled with silane functionalized silicon nitride

Silicon nitride was firstly used as anticorrosive pigment in organic coatings. An effective strategy by combining inorganic fillers and organosilanes was used to enhance the dispersibility of silicon nitride in epoxy resin. The formed nanocomposites were applied to protect Q235 carbon steel from corrosion. The anticorrosive performance of modified silicon nitride with silane (KH-570) was investigated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS), water absorption and pull-off adhesion methods. With the increase of immersion time, the corrosion resistance as well as adhesion strength of epoxy resin coating and unmodified silicon nitride coating decreased significantly. However, for the modified silicon nitride coating, the corrosion resistance and adhesion strength still maintained 5.7×10¹⁰ Ω cm² and 7.6 MPa after 2400-h and 1200-h immersion, respectively. The excellent corrosion resistance performance could be attributed to the chemical interactions between KH-570 functional groups and silicon nitride powders, which mainly came from the easy formation of Si-O-Si bonds. Furthermore, the modified silicon nitride coating formed a strong barrier to corrosive electrolyte due to the hydrophobic of modified silicon nitride powder and increased bonds.     

核/壳型含氟硅苯丙乳液的合成及性能

以氟硅偶联剂——丙烯酸六氟丁酯(HFBA)和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)同时作为苯丙乳液的改性剂,采用种子乳液聚合法制得了核/壳型氟硅改性苯丙乳液。研究了氟硅偶联剂比例及用量对该改性乳液基本性能及应用性能的影响。结果表明:当n(HFBA)∶n(KH-560)=1∶2、w(HFBA+KH-560)=7%时,改性乳液的综合性能最佳,其平均粒径为243 nm、粒径分布较窄(多分散指数为0.237),乳胶膜的玻璃化转变温度为-18.40℃和37.81℃、吸水率(11.83%)相对最低且铅笔硬度(2H)相对较高,同时该乳胶膜具有良好的成膜性、附着力、耐水性、储存稳定性和Ca2+稳定性。     

磺化聚苯胺/硅树脂涂层的制备及防腐蚀性能

分别以十二烷基硫酸钠(SDS)和木质素磺酸钠(LGS)为掺杂剂,通过化学氧化法合成了两种磺化聚苯胺(PANI-SDS和PANI-LGS),并将合成的磺化PANI混入溶胶-凝胶法制备的硅树脂(SiR)中,刷涂在Q235钢表面制备了复合防腐蚀涂层。采用FTIR表征了磺化PANI的结构;对比了PANI-LGS和PANI-SDS的基本性能,考察了SiR、PANI-SDS/SiR和PANI-LGS/SiR复合涂层的耐水性、附着力、机械性能及防腐蚀性能,并分析了复合涂层的防腐蚀机理。结果表明:制备的PANI-LGS/SiR复合涂层疏水性能较好,接触角达到113.0°,吸水率仅为7.58%。电化学测试结果表明,该复合涂层对Q235钢具有良好的防腐蚀性能,腐蚀速率为5.56×10~(-3) mm/a,复合涂层是通过物理屏蔽和阳极保护作用实现对金属的腐蚀防护。     

添加钠长石SiO2基固相反应型陶瓷涂层研究

采用Q235钢和MB2合金为基体,将钠长石添加到陶瓷骨料中制备SiO2基固相反应型陶瓷涂层,在确定了各涂层成分最佳配比后,通过对涂层的物相分析,耐磨、耐蚀性能测试,研究钠长石的加入对涂层性能的影响。实验结果表明:钠长石的加入有助于涂层固化过程中新相的产生,大量的新相不仅仅提高了涂层致密性,还使涂层耐磨耐蚀性能提升,SiO2基固相反应型陶瓷涂层使Q235钢耐酸、耐盐性分别提高11.28倍、28.74倍,耐磨损性能提高3.09倍;使MB2合金耐酸性、耐盐性分别提高20.52倍、11.22倍,耐磨损性能提高0.57倍。     

不同偶联剂对苯丙乳液的改性效果

采用核壳乳液聚合法,利用前期研究已确定的核壳乳液合成配方,分别将不同种类和用量的硅烷偶联剂[γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)以及乙烯基三乙氧基硅烷(DL-151)]引入到苯丙乳液中,制得有机硅改性苯丙乳液。利用差示扫描量热分析(DSC)法、透射电镜(TEM)法和粒度分析法等多种检测手段,研究了偶联剂的种类与用量对乳液性能(包括粒径及其分布、钙离子稳定性、黏度、玻璃化转变温度及乳胶粒的核壳结构等)和乳胶膜性能(包括成膜性、吸水率、耐水性、附着力和铅笔硬度等)的影响。结果表明:乳胶粒的平均粒径最小为115 nm;DL-151和KH-560对苯丙乳液的改性效果较好,可以考虑将两者复配后共同改性苯丙乳液,以期获得综合性能较好的改性苯丙乳液。     

高强度耐湿热老化室温硫化硅橡胶的研制

以107硅橡胶为基胶,甲基三丁酮肟基硅烷为交联剂,纳米活性碳酸钙及气相法白炭黑为补强填料,氨基硅烷与环氧基硅烷复配使用,制得高强度耐湿热老化的室温硫化硅橡胶。探讨了107硅橡胶的黏度、交联剂甲基三丁酮肟基硅烷的用量、纳米活性碳酸钙的表面处理剂用量及比表面积、偶联剂的种类对硅橡胶耐湿热老化性能的影响。较佳配方为:100份黏度20 000 mPa.s的107硅橡胶、8份甲基三丁酮肟基硅烷、80份表面处理剂用量为30 g/kg、比表面积为16 m2/g的纳米碳酸钙、2.5份KH-792与KH-560按量之比1∶1复配的硅烷偶联剂。以此配方制得的RTV硅橡胶的外观为白色膏状,邵尔A硬度50度、拉伸强度2.44 MPa、拉断伸长率430%;将硫化7天后的硅橡胶试片,置于温度85℃,相对湿度85%的恒温恒湿试验箱中老化1 000 h后,其邵尔A硬度38度、拉伸强度1.98 MPa、拉断伸长率650%。     

树脂表面耐磨涂层的研究

以正硅酸乙脂、KH-560、KH-570为先驱体,采用溶胶-凝胶法结合旋转涂敷法在环氧树脂基体上制备了有机硅耐磨涂层.采用铅笔硬度测试方法、漆膜的划格试验测试方法和自制耐磨性测试装置对涂层的性能进行了测试,采用扫描电镜观察薄膜的表面形貌.研究结果表明:适当的偶联剂能有效提高溶胶的稳定性和涂层的附着力;涂层硬度和耐磨性在一定温度范围内随热处理温度的提高而提高;环氧树脂经涂膜后,表面硬度和耐磨性有明显提高,表面质量得到明显改善.