双组份改性聚氨酯材料强疏水防腐表面性能研究

以全氟烷基醇(TEOH-10)对二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)进行修饰,通过扩链剂进行封端在聚氨酯侧链同时引入氟碳基团和疏水性基团实现双组份改性异氰酸酯,并通过TEOH-10/MDI的摩尔比控制含氟基团(-CF_2CF_3)的数量,制备改性聚氨酯(FPU-s)。以傅立叶红外光谱、核磁共振谱进行成分分析,扫描电镜观察涂层表面形貌、组织结构,分析微相分离结构的影响因素;随着含氟量增加,水接触角达到123.1°而具有强疏水性。本实验通过新型化学改性的方式制备了高水附着力、强疏水性及低表面性等优良性能的防腐蚀改性聚氨酯材料。     

超细TiO2改性防腐涂料的研究

利用交流阻抗技术研究超细TiO2 改性环氧防腐涂料性能 .结果表明 ,在 3 5 %NaCl溶液中 ,超细TiO2 改性环氧防腐涂料的交流阻抗谱为单容抗半圆弧 ,其等效电路为极化电阻和涂层电容并联的结构 .且经过半年的浸泡 ,超细TiO2 改性环氧防腐涂料的极化电阻仍然大于 1 0 8Ω·cm2 、涂层电容小于 1 0 -1 0 F/cm2 ,吸水率仅为 0 1 2 ,表明涂层具有优良的耐蚀性和耐水性     

马来酸酐等离子体改性聚丙烯薄膜表面的硫酸腐蚀行为

以马来酸酐的等离子体聚合方法对聚丙烯薄膜表面进行了亲水改性,用FT-IR、接触角等分析手段研究了等离子体处理功率对改性薄膜表面的化学结构和亲水性能的影响以及薄膜表面的马来酸酐等离子体聚合物在高温强酸环境中的腐蚀行为.结果表明,马来酸酐等离子体聚合物可水解为聚马来酸结构,改性薄膜表面接触角达到43°～50°,接触角随处理功率的提高呈上升趋势.50W的马来酸酐聚合物的耐110℃、40%硫酸腐蚀性优于30W的马来酸酐聚合物;在高温硫酸介质的腐蚀环境下,马来酸酐的等离子体聚合物可通过磺化反应而引入亲水的磺酸基团,腐蚀后改性薄膜的表面接触角进一步降低至30°以下,获得了更佳的表面亲水性.     

无毒防锈颜料在水性马来酸酐共聚物涂层中的防腐蚀性能

研究了添加第二代无毒活性磷酸盐SAPP和SRPP的水性马来酸酐共聚物涂层的防腐蚀性能.通过盐雾试验、电化学阻抗谱(EIS)和浸泡试验研究这两种防锈颜料分散在水性马来酸酐共聚物涂层后对基材的防腐性能.结果表明两种防锈颜料加入涂层后都能明显提高涂层的防腐蚀性能,且SRPP颜料的防腐蚀效果优于SAPP颜料.     

混凝土表面硅烷改性后的防腐蚀性能

硅烷改性是目前钢筋混凝土结构上常用的防护手段之一。与普通涂料相比,硅烷具有较好的渗透性和疏水性。采用辛基三乙氧基硅烷对混凝土表面改性。通过接触角观察、吸水率测试、电化学测试以及傅立叶红外吸收测试得出:硅烷分子通过水解缩合反应在孔隙壁表面形成有机硅树脂;表面改性后的混凝土疏水效果明显,浸润角大于100°,混凝土吸水率显著降低,扩散阻抗明显增加,混凝土耐蚀性增强。     

两种低红外发射率涂层的防腐蚀效果研究

采用电化学阻抗谱(EIS)研究了分别以三元乙丙橡胶(EPDM)、马来酸酐改性三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)为粘合剂,铜粉为填料的两种低红外发射率涂料在模拟海水环境中的电化学腐蚀行为.结果表明:浸泡初期腐蚀介质均能渗入两种涂层内部,涂层表现出较弱的防护性能,马来酸酐改性三元乙丙橡胶基涂料的防腐蚀性能优于三元乙丙橡胶...     

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。     

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。     

Mg-Li合金表面浅绿色超疏水复合膜层的制备及耐蚀性能研究

通过微弧氧化着色技术在Mg-Li合金表面生成浅绿色类陶瓷膜层,并在着色膜表面有机镀膜复合改性。用蒸馏水在镀膜表面的静态接触角以及动电位极化曲线和电化学阻抗谱测试,分别研究复合改性前后润湿性及耐蚀性。结果表明,微弧氧化着色表面通过有机镀膜生长了一层有机薄膜,接触角由近0°变为169.2°,实现了超亲水到超疏水的功能转化。Mg-Li合金基体经微弧氧化着色改性后,耐蚀性能明显提高,经复合改性后耐蚀性能进一步提高;与基体相比,超疏水复合膜在0.1 mol/L NaCl溶液中的动电位极化腐蚀电流密度减小3个数量级,电化学阻抗提高3个数量级。     

海洋大气环境下玻璃鳞片/环氧复合涂层制备及其耐蚀性评价

针对海洋大气环境下普通碳钢用复合环氧防护涂层进行制备与耐蚀性研究。通过硅烷偶联剂对玻璃鳞片改性,将改性后的玻璃鳞片加入到环氧树脂中制备玻璃鳞片/环氧涂层。通过傅里叶红外光谱仪分析玻璃鳞片结构,利用电化学阻抗谱对比研究涂层耐蚀性,并通过中性盐雾实验评判海洋环境下涂层保护性能。实验结果表明,利用增加羟基配对位的方法可成功对玻璃鳞片表面改性,且玻璃鳞片对溶液中腐蚀性介质有良好的屏蔽作用,显著提高了环氧涂层的耐腐蚀性能。30%(质量分数)玻璃鳞片改性环氧涂层浸泡648 h后阻抗模值|Z|在10~(7.6)Ω·cm~2以上,远高于普通环氧涂层阻抗。计算得到30%玻璃鳞片改性涂层中水分子的扩散系数D为2.07×10~(-11)cm~2/s,远小于普通环氧涂层的扩散系数1.9×10~(-9)cm~2/s。     

石墨烯对聚氨酯/Al复合涂层耐盐水性能的影响

目的提高聚氨酯(PU)/Al复合涂层的耐盐水性能。方法以石墨烯为改性剂、PU为粘合剂、Al粉为颜料,采用刮涂法制备石墨烯改性PU/Al复合涂层,分析探讨改性前后涂层经盐水腐蚀不同时间后,微结构、红外发射率、光泽度及力学性能的变化规律及成因。结果石墨烯改性涂层的发射率对盐水腐蚀的稳定性改善明显,经盐水腐蚀21 d后,发射率仅从腐蚀前的0.335上升为腐蚀后的0.355。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。在不同的盐水腐蚀时间内,改性后涂层比改性前涂层均具有更低的光泽度,且稳定性较高,经盐水腐蚀21d后,改性后涂层的光泽度仍然可保持在16.1,这有利于实现涂层的低发射率与低光泽兼容。改性前后涂层的硬度、附着力对盐水腐蚀均具有较高的稳定性,说明石墨烯改性对改善涂层耐冲击强度及盐水腐蚀的稳定性作用有限,后续仍需进一步研究改进。结论石墨烯改性可明显提高PU/Al复合涂层的红外发射率及光泽度对盐水腐蚀的稳定性。     

绢云母和硅烷偶联剂KH550对聚氨酯/Al-Sm2O3复合涂层耐盐水性能的影响

目的提高聚氨酯(PU)/Al-Sm_2O_3复合涂层的耐盐水性能。方法以绢云母和硅烷偶联剂KH550改性PU/Al-Sm_2O_3复合涂层,系统研究改性前后涂层的微结构、红外发射率、近红外反射率及力学性能经盐水腐蚀后的变化规律,并对其成因进行分析探讨。结果经绢云母和KH550改性后的涂层与改性前的涂层相比,其微结构在腐蚀前后几乎保持不变,经盐水腐蚀相同时间时,改性涂层具有更低的1.06μm近红外反射率,更优异的力学性能。改性涂层经盐水腐蚀10 d后,其硬度、附着力和耐冲击强度仍可保持在3H、1级和50 kg×cm。结论绢云母和KH550改性可明显提高PU/Al-Sm_2O_3复合涂层的近红外低反射性能及力学性能对盐水腐蚀的稳定性。     

海洋环境中芽孢杆菌对聚氨酯清漆涂层分解的影响

采用电化学技术、扫描电镜和红外光谱等多种方法研究了海洋环境中芽孢杆菌对聚氨酯清漆涂层分解作用以及对腐蚀行为的影响。结果表明,在浸泡时间为1 h时,芽孢杆菌并没有对聚氨酯清漆涂层产生明显的降解作用。随着浸泡时间的延长,在含有芽孢杆菌的海水中的涂层耐蚀性明显小于在无菌海水中涂层的耐蚀性,表明芽孢杆菌能导致涂层的降解。浸泡初期,在无菌海水和芽孢杆菌海水中,涂层电阻值约为10⁸Ω·cm²。经无菌海水浸泡13 d后,涂层电阻值下降为5.22×10⁶Ω·cm²,浸泡第35 d时,涂层电阻值变为5.46×10⁶Ω·cm²。而经芽孢杆菌海水浸泡样品的涂层电阻值在浸泡13和35 d后分别为2.16×10⁶和7.96×10⁵Ω·cm²。芽孢杆菌海水浸泡涂层电阻值的减小量明显大于无菌海水浸泡涂层电阻值的减小量。扫描电镜的结果显示,在浸泡35 d后,在芽孢杆菌海水溶液中浸泡的涂层出现大量孔洞和粉化痕迹。由红外光谱结果可以观察到,浸泡在芽孢杆菌海水的N—H键和C—O键吸收峰比无菌海水中浸泡涂层低,说明芽孢杆菌可分解涂层。     

石墨烯改性聚氨酯/Sm2O3复合涂层的近红外吸收与耐温性能

目的提高聚氨酯(PU)/Sm_2O_3复合涂层的近红外吸收与耐温性能。方法以Sm_2O_3为颜料、PU为黏合剂、石墨烯为改性剂,采用喷涂法制备得到了石墨烯改性PU/Sm_2O_3复合涂层。从近红外反射率、外观、微结构及力学性能等方面,系统研究了石墨烯改性对涂层近红外吸收及耐温性能的影响规律。结果石墨烯改性可明显降低PU/Sm_2O_3复合涂层对1.06μm近红外光的反射率,当石墨烯添加量为8%(占Sm_2O_3质量的百分比)时,可使涂层对1.06μm近红外光的反射率从改性前的60.4%降低为17.3%,大大提升了涂层对1.06μm激光的隐身效能。石墨烯改性可使涂层的耐温性能有所增强,改性涂层因热处理而颜色加深的现象有所改善。同时改性涂层相比未改性涂层可保持更加稳定和优越的力学性能,改性涂层经不同温度热处理后的硬度、附着力和耐冲击强度可分别保持在3H、1级和50 kg·cm。结论石墨烯改性可明显提高PU/Sm_2O_3复合涂层的近红外吸收性能,并可在一定程度上提高涂层的耐温性能,从而使涂层可较好地满足实际工程应用要求。     

Studies on coatings containing nano-zinc oxide for steel protection

Zinc oxide (ZnO) nanoparticles (NPs) were synthesized using the coprecipitation method. The resulting NPs were characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and Fourier transform infrared spectroscopy. The surface morphology of the coatings has been characterized by scanning electron microscopy (SEM). SEM images show a uniform and homogeneous distribution of ZnO-NPs in polyurethane (PU) coatings while aggregates appear in epoxy coatings. Using tensile stress–strain test, the effect of the addition of ZnO-NPs on the mechanical properties of PU and epoxy coatings was examined. The addition of ZnO-NPs has enhanced the Young's modulus and the tensile strength of PU and epoxy coatings. Through the open-circuit potential and electrochemical impedance spectroscopy measurements, the anticorrosive properties of PU- or epoxy-coated mild steel panels containing ZnO-NPs have been investigated in 0.5 M NaCl solution. Nyquist impedance plots for PU and epoxy coatings in PU- or epoxy-coated mild steel panels containing ZnO-NPs were tested in the absence and presence of ZnO-NPs have different responses. It has been shown that the dispersion of ZnO-NPs significantly improves the anticorrosive performance of PU coatings. A PU coating containing 700 mg/kg ZnO-NPs is recommended to achieve better mechanical properties and corrosion resistance.     

Effect of antimony doped tin oxide on behaviors of waterborne polyurethane acrylate nanocomposite coatings

A multi-functional waterborne polyurethane acrylate (WPUA) nanocomposite coating was prepared through introducing the acrylate groups into the end of the polyurethane main chains and then modified by antimony doped tin oxide (ATO) nanoparticles by ultrasonic dispersion. Structural and morphological features of coatings were assessed using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and a 3D measuring laser microscope. Performance of the coatings was evaluated using water resistance studies, thermogravimetric analysis (TGA), dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and mechanical tests such as tensile strength, elongation at break. The data showed that the WPUA/ATO coatings possessed good mechanical properties and thermal stability. The UV-visible-near infrared (UV-VIS-NIR) spectra results suggested that the WPUA/ATO coatings could absorb near infrared radiation so that it would prevent heat transmission and heat diffusion effectively.     

Corrosion Resistance of Superhydrophobic Mg(OH)2/Calcium Myristate Composite Coating on Magnesium Alloy AZ31

Hydrophobic Mg(OH)2/calcium myristate (Ca[CH3(CH2)12COO]2,CaMS) and Mg(OH)2/magnesium myristate(Mg[CH3(CH2)12COO]2,MgMS) composite coatings were prepared on the alkali-treated AZ31 substrates via both elec-trodeposition and dipping methods.The morphologies,compositions,and constitutes of the coatings were investigated by using field-emission scanning electron microscopy (SEM),X-ray photoelectron spectroscopy (XPS),and Fourier transform infrared spectrometry (FTIR) together with X-ray diffractometer (XRD).Furthermore,electrochemical (polarization and impedance spectroscopy) and hydrogen evolution tests were applied to evaluate the corrosion resistance.The wettability and adhesive strength of the composite coatings were characterized through water static contact angle (CA),sliding angle(SA),and nano-scratch tests.Results indicated that the better super-hydrophobicity,corrosion resistance,and adhesion were achieved via an electrodeposited process.The corrosion current density (icorr) and hydrogen evolution rate (HER) of the electrodeposited coating were three and one orders of magnitude smaller than the substrate,implying a significantly improved corrosion resistance.This scenario was ascribed to the super-hydrophobicity of electrodeposited composite coating with a contact angle (CA) and slide angle (SA) of 159.2° ± 0.8° and 5.2° ± 0.8°,respectively.However,the dipped composite coat-ing was adverse to the improvement of corrosion resistance and adhesion due to the dissolution of the underlying Mg(OH)2 layer and smooth surface with less organic fatty acid salt (MgMS).     

石墨烯对聚氨酯/Al复合涂层光泽度及红外发射率性能的影响

目的在不明显升高聚氨酯(PU)/Al复合涂层红外发射率的前提下,明显降低涂层的光泽度,获得低光泽与低发射率兼容的功能涂层。方法采用石墨烯改性PU/Al复合涂层,系统研究石墨烯改性对涂层的微结构、光泽度、红外发射率及力学性能的影响规律,并对其成因进行分析探讨。结果当石墨烯添加量(占Al粉质量的百分比)小于6%时,石墨烯改性可明显降低涂层的光泽度,且对涂层发射率的影响不明显。当石墨烯添加量为4%时,可使涂层同时具备低光泽与低发射率性能,其值分别为11.0和0.245。涂层的力学性能对石墨烯改性并不敏感,改性前后涂层的硬度、附着力和耐冲击强度分别可达到3H,1级和50kg·cm。结论石墨烯改性可明显降低PU/Al复合涂层的光泽度。当石墨烯添加量合适时,可使涂层同时具备低光泽与低发射率性能,从而实现涂层的红外与可见光兼容隐身。     

Corrosion protective poly(o-toluidine) coatings on copper

This study examines the use of poly(o-toulidine) (POT) coatings for corrosion protection of copper (Cu) in an aqueous solution of 3% NaCl. The POT coatings were synthesized on Cu substrates under cyclic voltammetric conditions from an aqueous solution of sodium oxalate. The resulting, POT coatings were uniform, shiny and strongly adherent to the Cu substrates. These coatings were characterized by cyclic voltammetry (CV), UV-visible absorption spectroscopy, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). The ability of POT to serve as a corrosion protective coating for Cu was examined by potentiodynamic polarization measurements and CV. The results of this study clearly reveal that the POT acts as corrosion protective coating on Cu and reduces the corrosion rate of Cu almost by a factor of 40.     

SiO2微球负载BTA缓蚀剂型自修复耐蚀涂层的制备及性能研究

目的研究由负载缓蚀剂多孔Si O2微球和7537聚氨酯(PU)所制备的自修复涂层的耐蚀性能和防腐机理。方法利用负压-浸渍法将苯并三氮唑(BTA)负载到Si O2微球中,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)分别对Si O2的形貌与BTA负载含量进行分析检测,并利用划痕浸泡试验、电化学极化曲线及交流阻抗技术,研究Si O2、BTA以及负载有BTA的多孔Si O2微球(Si O2/BTA)对涂层耐蚀性能的影响。结果 SEM图像分析表明Si O2微球粒径约为1μm,热重分析试验表明BTA的负载含量为32.38%(质量分数)。划痕试验表明在浸泡过程中除了PU+Si O2/BTA coating试样外,其他试样的划痕处都出现了宏观腐蚀现象。电化学极化曲线和交流阻抗结果表明PU+Si O2/BTA coating试样始终具有最低的电流密度和较高的阻抗值。结论涂层中的多孔Si O2一方面可以储存BTA,当该涂层产生缺陷时,Si O2中的BTA被释放出来并在基体的缺陷处吸附成膜,从而使该涂层对微观缺陷具有一定的自修复功能;另一方面提高了涂层的致密性;两方面协同作用使PU+Si O2/BTA coating试样具有最好的耐蚀性能和一定的自修复功能。