纳米Al_2O_3溶胶复合水性聚苯胺环氧树脂涂层的制备及性能EI北大核心CSCD

以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为改性剂,对纳米氧化铝溶胶进行改性处理,随后将其分散于聚苯胺/水性环氧树脂中,再经固化剂固化,制成纳米氧化铝溶胶复合涂层。利用电化学交流阻抗、动电位极化曲线等手段分别对水性环氧涂层(epoxy)、纳米氧化铝溶胶改性水性环氧涂层(Al_2O_3/epoxy)、聚苯胺复合水性环氧涂层(PANI/epoxy)以及纳米氧化铝溶胶复合聚苯胺/水性环氧涂层(Al_2O_3/PANI/epoxy)的耐腐蚀性能和力学性能进行了研究。结果表明,Al_2O_3/PANI/epoxy涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡15 d后的交流阻抗值为2.87×10~7Ω·cm^2,比epoxy涂层提高了3个数量级,防腐能力最强。该涂层的附着力为0级,硬度为6H,均高于其他涂层。另外,Al_2O_3/PANI/epoxy涂层的SEM照片显示,纳米Al_2O_3粒子与聚苯胺及环氧树脂粘连紧密,无明显的团聚。并发现在涂层与金属界面间出现了致密钝化层。     

光固化水性聚氨酯导热涂层的制备及性能

为了提高光固化水性聚氨酯(WPU)涂层的导热性能,采用硅烷偶联剂和半封端聚氨酯来改性纳米氧化铝(Al_2O_3),将改性后的纳米Al_2O_3加入水性聚氨酯中制备了Al_2O_3/光固化水性聚氨酯导热复合涂层。利用光学接触角仪、电子拉力机、热重分析仪等对涂层的性能进行了研究,探讨不同Al_2O_3的改性方法对涂层耐水性、力学性能、水接触角、热稳定性和导热性能的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)对材料断面的形貌进行了观察。结果表明:不同的Al_2O_3改性方法对光固化涂层的导热性能有较大的提高,热性能和接触角提高,拉伸强度和断裂伸长率也有一定增加。     

聚苯胺/膨胀蛭石粉改性水性环氧树脂防腐涂层的制备和性能

以聚苯胺(PANI)改性膨胀蛭石粉(VMT)为防腐填料制备水性环氧树脂防腐涂层,用红外光谱分析仪(IR)对防腐填料的化学组成进行表征,用热失重分析仪(TG)测试防腐填料的耐热性能,用电化学阻抗谱分析(EIS)和盐雾实验考察了不同质量分数的PANI/VMT防腐填料对水性环氧树脂涂层防腐性能的影响。结果表明,防腐填料PANI/VMT结合了聚苯胺(PANI)的阳极保护作用和膨胀蛭石粉(VMT)的屏蔽作用,为金属基底提供了良好的耐腐蚀防护。当PANI/VMT的质量分数为0.5%时,改性水性环氧树脂涂层的防腐效果最佳。     

水性纳米Al_2O_3/聚硅氧烷杂化镁合金防腐涂层的制备及性能EI北大核心CSCD

以水性纳米Al_2O_3溶胶、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为原料,采用溶胶凝胶法,制备了水性纳米Al_2O_3/聚硅氧烷杂化镁合金防腐涂层。采用电化学交流阻抗技术、动电位极化曲线等手段研究了纳米Al_2O_3/(GPTMS+MTMS)摩尔比对涂层的耐腐蚀性能的影响。结果表明,涂层的耐腐蚀性能随着摩尔比的增大呈现先增强后下降的趋势,其中摩尔比为1∶5的杂化涂层耐腐蚀性能最佳,在3.5%Na Cl溶液中浸泡75 h后的交流阻抗值为6.68×10~6Ω/cm^2,腐蚀电流密度为4.19×10^(-9)A/cm^2,比裸露AZ31B基板的腐蚀电流密度降低了4个数量级。另外,涂层的扫描电镜照片显示,纳米Al_2O_3粒子均匀分散于涂层之中,粒子与有机物粘连紧密,无明显的团聚现象。     

水性纳米Al_2O_3/聚硅氧烷杂化镁合金防腐涂层的制备及性能

以水性纳米Al_2O_3溶胶、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为原料,采用溶胶凝胶法,制备了水性纳米Al_2O_3/聚硅氧烷杂化镁合金防腐涂层。采用电化学交流阻抗技术、动电位极化曲线等手段研究了纳米Al_2O_3/(GPTMS+MTMS)摩尔比对涂层的耐腐蚀性能的影响。结果表明,涂层的耐腐蚀性能随着摩尔比的增大呈现先增强后下降的趋势,其中摩尔比为1∶5的杂化涂层耐腐蚀性能最佳,在3.5%Na Cl溶液中浸泡75 h后的交流阻抗值为6.68×10~6Ω/cm~2,腐蚀电流密度为4.19×10~(-9)A/cm~2,比裸露AZ31B基板的腐蚀电流密度降低了4个数量级。另外,涂层的扫描电镜照片显示,纳米Al_2O_3粒子均匀分散于涂层之中,粒子与有机物粘连紧密,无明显的团聚现象。     

CaCO_3/Al_2O_3/MWCNTs环氧复合涂层性能研究

利用KH560对碳酸钙(CaCO_3)、氧化铝(Al_2O_3)、酸化后的多壁碳纳米管(MWCNTs)表面进行接枝改性,并制备了CaCO_3/Al_2O_3/MWCNTs/环氧树脂(EP)复合涂层。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析仪(TG)和EDS分析对改性前后的无机填料进行表征,使用电化学阻抗谱(EIS)、抗冲击试验、高温高压实验测试复合涂层的附着力、耐腐蚀等性能。同时用扫描电子显微镜(SEM)观察复合涂层表面形貌。结果表明,KH560成功的接枝在3种无机填料表面,当MWCNTs的质量分数为2%时,CaCO_3/Al_2O_3/MWCNTs/EP复合涂层的分散性最好,性能最优。     

改性石墨烯/聚苯胺的制备及其环氧涂层的防腐蚀性能

为了改善环氧树脂防腐蚀涂料存在的孔洞缺陷,以改性石墨烯/聚苯胺复合材料作填料来提高环氧涂料的防腐蚀性能。首先采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),再利用对苯二胺还原GO得到改性石墨烯(PGO),进一步制备出改性石墨烯/聚苯胺(PGO/PANI)复合材料。通过拉曼光谱仪、场发射扫描电镜等研究了PGO/PANI的结构和微观形貌,利用盐雾试验、Tafel曲线和电化学阻抗谱研究了 PGO/PANI的防腐蚀性能。结果表明:PGO/PANI涂层的腐蚀等级由空白环氧涂层的10级提高到5级;PGO与PANI有良好的协同作用,PGO与苯胺单体质量比为0.10时,所制备的PGO/PANI复合涂层的防腐蚀效果较好,腐蚀电压为-194.59mV (vs SCE)、腐蚀电流密度为2.12×10^-9A/cm^2.     

L-色氨酸改性氧化石墨烯复合水性环氧树脂涂层的制备及性能

采用L-色氨酸(L-Trp)为改性剂,对氧化石墨烯(GO)进行改性处理,随后将改性的氧化石墨烯分散于水性环氧树脂中,再经聚酰胺固化剂固化,制得L-色氨酸改性氧化石墨烯复合水性环氧树脂涂层。利用电化学交流阻抗、动电位极化曲线等测试手段分别对水性环氧树脂涂层、氧化石墨烯复合水性环氧树脂涂层以及L-色氨酸改性氧化石墨烯复合水性环氧树脂涂层(L-Trp/GO/epoxy)的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,L-Trp/GO/epoxy涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡15 d后的交流阻抗值为2.16×10~7Ω·cm~2,比环氧树脂涂层提高了近103倍,耐腐蚀性能最强。另外,从L-色氨酸改性氧化石墨烯的透射电镜照片发现,经L-Trp改性的GO从多层被剥离为更薄的片材,并均匀分散于水溶液中。L-Trp/GO/epoxy涂层的扫描电镜照片显示,涂层表面平整光滑致密,GO片材与基体树脂粘连紧密,无明显团聚现象。     

原位聚合法制备聚苯胺改性MoS2及其环氧复合涂层的防腐性能

为提高环氧涂料的防腐性能,本文引入MoS₂纳米片作为阻隔剂,并在MoS₂纳米片表面原位聚合聚苯胺(PANI),制备了夹层结构i-PANI@MoS₂纳米片,利用PANI提高涂层的导电性,达到阳极钝化的效果。研究发现,当PANI与MoS₂的摩尔配比增大到7∶1时,MoS₂片层表面被PANI均匀覆盖,改性效果最好。与环氧树脂复合后,i-PANI@MoS₂-7纳米片在环氧树脂中均匀分散,复合涂层导电率提高,PANI与MoS₂起到了协同防腐作用,此时i-PANI@MoS₂纳米片既作为涂层中的阻隔剂,又作为电化学腐蚀保护剂,因此复合涂层具有最大的阻抗值、最大腐蚀电压以及最小的腐蚀电流密度,防腐性能优异。但PANI与MoS₂配比进一步增大,MoS₂纳米片表面的聚苯胺会发生团聚,导致复合涂层的防腐性能下降。     

氧化铝形貌和粒径对环氧-聚酯纳米复合耐磨涂层性能的影响

分别采用纳米气相氧化铝(F-Al_2O_3,平均粒径13nm)和纳米球形氧化铝(Q-Al_2O_3,平均粒径100nm)与环氧-聚酯粉末涂料熔融挤出复合,经静电涂装的方式制备环氧-聚酯纳米复合耐磨涂层。在多功能摩擦实验机上对不同填充量的两种纳米氧化铝颗粒复合涂层进行耐磨性测试,采用电子扫描显微镜观察纳米氧化铝颗粒在涂层中的分散情况,采用激光共聚焦扫描显微镜观察磨损面的形貌,并对涂层的表面粗糙度、光泽度进行测量。结果表明:F-Al_2O_3两种氧化铝颗粒都可改善涂层的耐磨性能,在相同填充量的情况下,F-Al_2O_3复合涂层的比磨损速率都低于Q-Al_2O_3体系。F-Al_2O_3颗粒质量含量为10%时,磨损速率变为纯树酯涂层磨损量的1/3;Q-Al_2O_3颗粒质量含量为30%时,磨损速率变为纯环氧-聚酯涂层的1/52。两者的颗粒都增加了涂层的表面粗糙度,F-Al_2O_3对涂层表面光泽度无影响,Q-Al_2O_3含量越高,表面粗糙度提高,光泽度下降。     

导电聚苯胺/水性环氧树脂防腐涂料的制备及防腐性能

以导电聚苯胺为防腐颜料制备水性环氧防腐涂层,用光学显微镜观测聚苯胺在水性环氧中的分散性,用电化学阻抗谱(EIS)、极化曲线分析(LSV)、盐雾试验以及X衍射光谱(XRD)表征涂层的防腐性能,研究了聚苯胺(PANI)添加量对水性环氧树脂涂层防腐性能的影响。结果表明,在涂层中引入导电聚苯胺使涂层具有一定的导电性。随着聚苯胺添加量的增加涂层导电性提高,将金属腐蚀产生的电子导到涂层与溶液的界面上,隔离阴阳极间的反应,形成完整的金属表面氧化膜。同时,聚苯胺对金属离子的螯合作用和对氧气的屏蔽提高了涂层的抗"闪锈"能力和防腐效果。但是,聚苯胺添加量过大(达到0.8%)使涂层后期的屏蔽腐蚀离子效果明显降低,使防腐作用主要依赖氧化膜,涂层综合防腐效果降低。聚苯胺添加量(质量分数)为0.6%时聚苯胺在水性环氧中分散效果好,金属表面涂层的氧化膜均匀,具有最好的抗"闪锈"能力和防腐性能。     

石墨烯/聚苯胺/四氧化三锰纳米复合材料的制备

成功制备了石墨烯/聚苯胺/四氧化三锰(RGO/PANI/Mn_3O_4)纳米复合材料。首先,以过硫酸铵(APS)为氧化剂,在氧化石墨烯(GO)片层上氧化聚合苯胺单体,制备氧化石墨烯/聚苯胺(GO/PANI),再通过水热法将GO还原并热解Mn(Ac)_2·4H_2O从而制得RGO/PANI/Mn_3O_4复合材料。形貌和结构表征结果表明Mn_3O_4纳米颗粒均匀生长在以PANI为导电连接层的RGO片层上。     

纳米Al_2O_3复合环氧多胶粉云母带的试制与性能研究

用纳米氧化铝(Al_2O_3)对环氧多胶粉云母带进行了改性,制得双面玻璃布补强的纳米复合环氧多胶粉云母带,探讨了样品的性能,并与5440-1桐马酸酐环氧多胶粉云母带进行比较。研究结果表明,在云母带的粘合剂中引入13.5%(wt,质量分数)的纳米Al_2O_3,制得的纳米复合环氧多胶粉云母带在155℃条件下,弯曲强度达到108.00/MPa,电寿命有了较大幅度的提高,达到89.0h,导热系数为0.34W/m·℃,分别比5440-1桐马酸酐环氧多胶粉云母带提高了170%、129%和26%,具有较好的性能。     

纳米TiO2改性的环氧树脂涂层的防腐蚀性能

目前,对纳米TiO2改性环氧树脂涂层在海水中失效特性的报道较少。采用低温水热法制备了纳米TiO2,采用共混法用纳米TiO2对环氧树脂进行改性,并将改性环氧树脂涂覆于Q235碳钢表面。采用X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)对纳米TiO2的晶型和形貌进行了表征;用交流阻抗技术(EIS)研究了改性环氧树脂涂层/碳钢体系在海水中不同浸泡时期的电化学行为。结果表明:纳米TiO2为锐钛矿型,且呈球状,直径约为20 nm,有效地增加了其与环氧树脂的接触面积,纳米TiO2可以抑制海水在环氧树脂涂层内部的扩散,增大了环氧涂层的电阻,提高了其防腐蚀性能。     

纳米Al2O3/聚醚砜-环氧树脂复合材料的介电性能及热稳定性能

本实验制备了纳米Al_2O_3/聚醚砜-环氧树脂复合材料,考察了不同纳米氧化铝和聚醚砜的用量对复合体系力学和介电性能的影响,并对其热稳定性能进行了研究。结果表明:当添加1phr纳米氧化铝(Nano-Al_2O_3)和5phr聚醚砜(PES)时,三元复合材料EP/5PES/1Al_2O_3的拉伸强度提高到58 MPa,断裂伸长率达到13%,冲击强度达到16.2kJ/m~2,相比纯环氧树脂分别提高了61.1%、20.3%和8.0%。而且在100Hz的室温测试条件下,EP/5PES/1Al_2O_3材料的介电常数和介电损耗分别达到7.6和0.016,较纯环氧树脂均有一定幅度的增加。热重分析(TG)结果表明,EP/5PES/1Al_2O_3复合材料的初始分解温度为358℃,比纯环氧树脂提高了14℃,说明热稳定性有较大幅度的提高。     

KH560改性纳米二氧化钛对环氧涂层性能影响

用硅烷偶联剂(KH560)对纳米二氧化钛进行了改性,通过红外分光光度计对其改性效果做了表征.分别制备了含纳米二氧化钛5%、3%、2%、1%以及0%的TiO2/epoxy(二氧化钛/epoxy)的复合涂层,然后用BGD523 ABRASER型耐磨仪测试了涂层的耐磨性,并通过上海华晨电化学工作站(EIS)测定了复合涂层的阻抗,最后用热重分析仪(TGA)测定了耐热性以及用扫描电子显微镜观察了其表面形貌.结果表明:在空气环境下,纳米二氧化钛的加入能够提高其热稳定性;对于含不同比例的二氧化钛的TiO2/epoxy的复合涂层,当其含量为2%时,耐磨性和耐腐蚀性能均达到最高.     

硅烷改性纳米TiO2-Zn-Al/水性环氧涂层的防腐性能

为实现纳米TiO₂颗粒的均匀分散,首先对纳米TiO₂进行硅烷改性,再通过溶液共混法制备出不同纳米TiO₂添加量的硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧复合涂层。研究了纳米TiO₂与Zn-Al片层粉在涂层中的综合作用。利用XRD和FTIR分析涂层的物相组成和组织结构,SEM和EDS表征涂层表面的微观形貌和元素组成,采用极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）研究涂层的耐腐蚀性能。EDS和FTIR表明,经改性的纳米TiO₂均匀分散于涂层中,纳米TiO₂与环氧树脂的枝联作用使涂层更加致密。EIS结果显示,由于Zn-Al片层粉与纳米TiO₂的枝联和填充作用,使添加纳米TiO₂的硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧涂层腐蚀行为较未添加纳米TiO₂时有所减缓。当纳米TiO₂添加量增加到4wt%时,硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧涂层的腐蚀电流密度为9.86×10^-6 A/cm²,比未添加纳米TiO₂的涂层高一个量级。     

纳米TiO2的改性及其制备的TiO2/环氧树脂涂层的性能

过去,采用偶联剂等对纳米TiO2粉体改性的效果不好,影响了其制备的环氧树脂复合涂层的性能.以多羟基化合物三乙醇胺(TEA)对纳米TiO2预处理,再用硅烷偶联剂KH560或硬脂酸对其改性,并用其制备含2.0％TiO2的环氧树脂复合涂层.利用傅里叶红外变换光谱仪、激光粒度仪和紫外/可见分光光度计对改性结果进行表征,并用扫描电子显微镜(SEM)观察含2.0％改性纳米粉体的复合环氧涂层的表面形貌,通过电化学工作站、准动态高温高压釜测定其阻抗、耐高温高压性能.结果表明:通过三乙醇胺预处理后,改性纳米TiO2粉体的有效粒径有所减小,透过率有所增加;含改性纳米粉体的复合涂层阻抗性能、高温高压性能有一定的提升,经TEA预处理再有机改性的纳米TiO2制备的复合涂层性能可进一步提高.     

水性聚苯胺/叔氟丙烯酸酯复合防腐涂层的制备及性能

为研究水性聚苯胺/叔氟丙烯酸酯（PANI/VFAc）复合涂层对Q235钢防腐蚀性能的影响,首先,以叔碳酸乙烯酯（Veova 10）和甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）为功能单体合成了VFAc乳液,并将其与PANI乳液混合后涂刷在Q235钢表面,制备了PANI/VFAc复合涂层;然后,采用TEM和FTIR对VFAc的结构进行了表征,采用XPS和接触角（CA）研究了复合涂层的表面性能,采用电化学方法研究了不同改性丙烯酸酯乳液对复合涂层防腐蚀性能的影响。结果表明:PANI/VFAc复合涂层的水接触角为97.56°,湿附着力等级为0,涂层表现出较好的疏水性;其腐蚀电流密度为8.72×10-8 A·cm-2,电化学阻抗达到106 Ω·cm2。所得结论表明PANI/VFAc复合涂层对Q235钢具有良好的防腐蚀性能。      

钛合金表面梯度Al2O3陶瓷涂层的高温抗氧化性能

钛合金应用广泛,但在高温环境中极易被氧化,降低其力学性能及寿命。利用溶胶-凝胶法在TC11钛合金上制备梯度层(ZrO_2+Al_2O_3)+表层(Al_2O_3)的复合梯度涂层,提高其高温抗氧化能力。将复合梯度涂层、单层氧化铝涂层以及基体在700℃进行100h的高温氧化,利用氧化增重数据拟合得到梯度涂层的氧化速率为0.015mg~2/(cm4·h),氧化指数为2.137,并结合氧化后EDS成分分布,发现复合梯度涂层可以提高基体的高温抗氧化性能。同时利用700℃热震实验比较了复合梯度氧化铝涂层试样和单层氧化铝陶瓷试样的热震次数,梯度层(ZrO2+Al_2O_3)的存在缓解了基体与氧化铝陶瓷涂层之间热膨胀系数不匹配而导致的易剥落的问题,延长了涂层寿命,进一步提高了基体的高温抗氧化能力。