单面涂层钢板法测定熔结环氧粉末涂层吸水率研究

通过对浸泡温度、浸泡时间、玻璃化转变温度、物质溶出的试验分析,对单面涂层钢板法测定FBE涂层吸水率进行了研究。结果表明:优选测定条件为浸泡温度60℃、浸泡时间7d;当浸泡温度低于80℃时,可不考虑物质溶出带来的影响;精密度实验相对标准偏差为2.5%,优于自由膜法。     

固化温度对补口环氧底漆固化行为及性能的影响

采用差示扫描量热法(DSC)研究了不同温度下环氧底漆的固化过程,以及固化温度对固化后涂层拉拔附着力和耐阴极剥离性能的影响。并利用电化学阻抗谱(EIS)评价了涂层的耐水渗透性。结果表明,环氧底漆的固化受温度影响较大。随着固化温度升高,固化时间减少,涂层的拉拔附着力、耐阴极剥离性能有所下降,固化温度对涂层耐水渗透性影响较小。     

基材拉伸变形对FBE涂层性能的影响

地震、滑坡等地质灾害会造成埋地钢质管道变形.本工作对管道防腐蚀熔结环氧粉末涂层(FBE涂层)试件,在不同拉伸变形程度下的附着力、阴极剥离和冲击强度等性能进行了研究.结果表明,拉伸变形对FBE涂层的附着力和阴极剥离性能影响显著,随变形量增大,性能明显降低;在变形率不大于10%的条件下,FBE涂层的冲击强度仍能保持较好.     

不同腐蚀环境中几种典型涂层在玻璃钢表面的附着力研究

利用加速腐蚀实验、附着力测试、红外光谱分析等手段,研究了几种典型涂层与环氧玻璃钢底材的附着力及其影响因素。玻璃钢与环氧涂层的附着力与玻璃钢表面的粗糙度和润湿性能有关,当玻璃纤维布外露时,涂层附着力最高;240#砂纸打磨底材后涂层附着力高于60#及600#砂纸打磨底材的涂层附着力。不同涂层在玻璃钢表面的附着力与涂层中主要官能团的极性有关,含有极性较强的多卤素键的氟碳树脂漆表现出较强的附着力;与环氧涂层相比,聚氨酯涂层和聚硅氧烷涂层除含有与环氧涂层相同的酯键、醚键外,还因含有氨酯键、硅氧键等极性键,显示出较高的附着力。对比40 ℃浸泡实验、盐雾实验和湿热实验的结果,40 ℃浸泡实验对涂层附着力降低的影响更大;红外光谱分析表明,40 ℃浸泡与盐雾实验相比涂层内部的分子降解程度更明显。     

碳钢硅-锆复合预处理工艺研究

目的为解决传统预处理工艺能耗高、环境污染严重的问题,在前期研制的硅烷化和锆化配方的基础上,进一步调整工艺参数,探索将硅烷化和锆化工艺合二为一,优化出性能优良的硅-锆金属预处理工艺。方法通过硫酸铜点滴实验、盐水浸泡实验、电化学极化曲线法测试转化膜的耐蚀性能,采用拉开法测试涂层在金属表面的附着力。使用SEM对转化膜的微观形貌进行表征。结果硅锆处理的最佳工艺参数为:pH=3.5,处理温度20℃,处理时间10 min。极化曲线测试结果表明,经硅锆处理后的碳钢腐蚀电流密度为未处理的1/40,膜层耐蚀性能良好。拉开法测得涂层在基体上的附着力达到11.48 MPa,完全满足一般预处理工艺要求。微观形貌分析显示,硅锆膜属于纳米级无定形型转化膜,膜层均匀、致密,能为金属表面提供有效防护。结论通过调整工艺参数,将硅烷化处理和锆化处理合二为一,获得性能优良的硅-锆复合膜。转化膜的耐蚀性能优良,与涂层附着力良好,满足预处理工艺要求。     

热力管道内防腐涂层性能研究

通过耐水煮试验、高温高压试验、附着力试验、盐雾试验、耐化学腐蚀试验、浸泡试验、DSC/TGA试验、抗1.5°弯曲试验,研究设计温度130℃的热力管道内防腐涂层性能,并进行一个采暖季的实物服役验证。结果表明:内防腐涂层在高温、高压环境均有良好的表现,在耐酸、耐碱、耐盐等苛刻环境中未出现起泡、鼓包等现象,可以应用于设计温度130℃的热力管道;经一个采暖季的服役,涂层完好无损,服役前后附着力没有变化。     

碳纳米管含量对环氧树脂涂层性能的影响研究

以环氧树脂为基料,氨基硅烷为固化剂,气相Si O2为分散助剂,碳化二亚胺为改性助剂,制备了不同碳纳米管含量的环氧树脂涂层。采用拉拔法测附着力,球盘磨损测耐磨性,电化学和丝状腐蚀测耐蚀性,全面评价了碳纳米管含量对环氧树脂涂层性能的影响。结果表明:碳纳米管含量为2%(质量分数)时就能显著提高环氧树脂涂层的附着力、耐磨性和耐蚀性,同时增强涂层的导电性。当碳纳米管含量为5%和7%时,涂层的附着力和耐磨性进一步提高;当碳纳米管含量为10%时,涂层的附着力和耐磨性开始略微下降,但耐蚀性和导电性达到最佳状态。     

FBE与聚苯胺粉末共混涂层的防腐蚀性能

以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,采用超声波辅助的化学氧化法合成了聚苯胺,自制的聚苯胺与熔结环氧粉末(FBE)混合均匀后,用静电喷涂法在Q235钢上制备涂层。采用电化学阻抗谱(EIS)技术研究涂层在模拟海水中不同浸泡时期的防腐蚀性能。结果表明,聚苯胺粉末的加入提高了FBE涂层的防腐蚀性能,且加入量较少时,涂层的耐腐蚀性能随着聚苯胺含量的增加而增强,当质量分数达到5%时效果最好;在达到10%后,涂层中没有足够的粘结剂来填充聚苯胺之间的空间,使涂层多孔,防腐蚀性能变差。     

UV固化环氧丙烯酸酯涂层的介质传输行为

采用静态浸泡法绘制了漆膜增重率-时间曲线，考察了紫外光固化环氧丙烯酸酯涂层的吸水性和耐腐蚀能力，分析了涂层固化交联结构及浸泡温度等因素与介质传输行为的关系.结果表明，涂层的交联度越高,抗介质渗透能力越强；浸泡温度越低，抗介质渗透性越好；浸泡温度接近或高于涂层的Tg时，涂层抗介质渗透能力变差.     

不同温度对环氧涂层形状记忆效应和防护性能的影响

目的 研究不同温度对环氧涂层形状记忆效应和防护性能的影响.方法将等物质的量的双酚A二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚和D230固化剂进行混合,以制备自修复防腐涂层.利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和附着力测试仪测试了环氧涂层的化学结构和力学性能,并对不同温度下环氧涂层的形状回复率进行测量,以表征其形状记忆性能.通过电化学阻抗谱(EIS)技术表征了环氧涂层的电化学性能,并通过电子数码显微镜记录划痕涂层的微观形貌演变.结果不同温度下具有自修复功能的防腐涂层,在红外光谱图中的主要特征峰和相对强度与未加热的环氧涂层基本一致,并且不同温度下环氧涂层的粘结强度均超过了13 MPa.随着加热温度的升高,环氧涂层的回复率先快速增大后缓慢增加,阻抗模值则先增大后减小,划痕宽度则先减小后基本不变.在相同的浸泡时间里,经70℃加热后的环氧涂层的阻抗值均明显高于未加热的阻抗值.结论在一定的温度范围内,自修复防腐涂层未发生降解反应,并具有优异的附着力性能.升高温度使分子链段的运动增强,从而提高了环氧涂层的自修复效能,而加热温度过高时,涂层的自修复性能并未进一步增强,因此得出环氧涂层形状记忆效应的最佳响应温度为70℃.环氧涂层在70℃加热后已触发其形状记忆效应,使得划痕宽度显著变窄,极大提升了划痕涂层的防护性能.     

后处理工艺对硼掺杂金刚石电极膜/基结合性能的影响

为改善硼掺杂金刚石(boron-doped diamond,简称BDD)涂层电极的膜/基结合性能,利用热丝气相沉积法(HFCVD法)制备了BDD涂层电极,研究了退火时间和退火温度对涂层电极上BDD膜的残余应力和膜/基结合性能的影响.采用XRD残余应力测试仪对BDD膜的残余应力进行了测试,采用压痕法对BDD涂层电极膜/基结合性能进行了检测.结果表明:(1)在测试范围内,随退火温度升高、退火时间延长,后处理效果提高;(2)在退火温度700℃、退火时间3h条件下,涂层电极上BDD膜的残余应力最大可降低45％,BDD涂层电极膜/基结合性能有所提高.     

基于交替碳源的微纳复合金刚石涂层拉拔模的制备及应用（英文）

基于交替碳源、采用两步法将微纳复合金刚石薄膜沉积在WC-6%Co硬质合金拉拔模的内孔基体上,其中甲烷和丙酮分别用于微米层和纳米层的沉积。此外,基于甲烷制备的单层微米金刚石和基于丙酮制备的单层纳米金刚石涂层模具分别作为对照组。金刚石涂层拉拔模具的附着力和磨损率采用内孔抛光设备进行检测。与单层金刚石涂层拉拔模具相比,复合金刚石涂层模具表现出更优异的综合性能,包括比单层纳米金刚石涂层模具更高的附着力和耐磨性,以及在相同时间抛光后比单层微米金刚石涂层(R_a=95.6 nm)模具更光滑的表面(R_a=65.3 nm)。与纳米涂层模具相比,复合金刚石涂层模具的寿命提升近20倍。     

碳纳米管复合水性丙烯酸涂层的腐蚀性能研究

目的制备碳纳米管复合水性丙烯酸涂层,探索分析碳纳米管含量对涂层力学和防腐性能的影响规律。方法采用高速球磨方式制备3%,1%,0.5%三种含量(以质量分数计)的碳纳米管复合涂层,对涂层附着力、耐冲击性、耐弯曲性等力学性能进行测试,以电化学阻抗技术来评价碳纳米管复合涂层的防腐性能。结果添加碳纳米管显著提高了涂层的附着力,并且随着碳纳米管含量的增加,附着力上升;其他力学性能,如耐冲击性、耐弯曲性,在不同含量下均保持良好。对改性和未改性的涂层进行了电化学阻抗测试,其中1%的碳纳米管涂层电化学性能最优,在浸泡36 h后,未改性涂层低频区阻抗模值|Z|0.01为2.5×103Ω·cm2,0.5%的碳纳米管涂层为1.1×106Ω·cm2,1%的为1.4×108Ω·cm2,3%的为7×102Ω·cm2。结论由于碳纳米管本身的纳米效应,在较低含量时即可提高涂层的性能,并存在最优含量,超过此含量后性能有所下降。     

燃气立管防腐涂层优选试验研究

针对目前燃气立管选用防锈漆涂层而常发生管道外壁腐蚀严重的问题,制作了燃气立管常规防锈漆涂层、FBE涂层、3PE防腐涂层和3PE贴锡箔涂层等4类试样,在相同条件下开展人工加速老化实验,通过电化学阻抗测试、电火花检漏、扫描电子显微镜观察等方法评价不同防腐涂层的抗老化性能,并综合考虑防腐涂层预制质量、施工与修复便捷性、安装维护成本等因素,对燃气立管防腐涂层进行优选。结果表明,4类防腐涂层抗老化性能从优到劣的排序依次为3PE贴锡箔涂层、FBE涂层、3PE防腐涂层、防锈漆涂层。FBE涂层综合性价比最高,建议城镇燃气用户立管优先选用该类型涂层。     

5182铝合金表面硅烷涂层的制备与性能研究

目的提高5182铝合金表面耐蚀性能及其与漆膜的结合力。方法采用KH550硅烷试剂在5182铝合金表面制备硅烷涂层,同时探究不同浸泡时间、溶液pH值和固化温度对硅烷涂层结构和性能的影响,并优化硅烷涂层的制备工艺。采用扫描电子显微技术(SEM)、接触角试验仪和拉曼光谱研究硅烷涂层的结构和成分。采用电化学阻抗谱(EIS)技术评价涂层的耐蚀性能。采用涂层附着力自动划痕仪评价硅烷涂层对有机漆膜结合力的影响。结果浸泡时间180 s、溶液pH值11、固化温度90℃为5182铝合金表面硅烷涂层的最佳制备工艺,该工艺条件下制备的硅烷涂层均匀、致密地覆盖于铝合金基体表面,厚度约为100 nm。在Na_2B_4O_7×10H_2O和NaOH水溶液中,硅烷处理试样的低频阻抗值比未硅烷处理试样高约2个数量级,硅烷处理样品与漆膜的结合力明显优于未经过硅烷处理的试样。结论采用优化工艺制备的硅烷涂层能改善5182铝合金的耐蚀性能。当硅烷涂层作为中间层存在时,显著提高了有机涂层与合金基体的结合强度。     

植酸对带锈涂装环氧涂层防腐蚀性能的影响

利用电化学阻抗谱(EIS)、附着力测试等测试手段对清漆喷砂涂层,带锈清漆涂层以及不同植酸含量的带锈涂层的干湿态附着力和耐腐蚀等性能进行了评价。结果表明,添加植酸明显改善了带锈涂装涂层的防腐蚀性能。植酸的添加提高了涂层的附着力,增强了涂层屏蔽作用。此外,植酸还具有缓蚀作用,减缓了金属界面的腐蚀。综合评定植酸添加量为3%时,带锈涂层防腐蚀性能较好。     

硅烷增强镁合金防腐有机涂层的研究

为了提高镁合金的耐腐蚀性能,结合硅烷处理和胶粘涂层技术在AZ31镁合金表面制备了环氧防腐涂层。通过扫描电镜对涂层表面形貌进行观察,采用划格法、浸泡法及盐雾试验等分析镁合金表面硅烷处理对有机涂层的附着力及耐蚀性的影响。研究结果表明：采用KH-550型硅烷进行处理后,镁合金基体与有机涂层之间形成化学键,涂层与基体结合牢固,附着力为1级,耐饱和盐水23d不起泡。硅烷处理明显提高了有机涂层对基体的附着力和耐蚀性,因此,硅烷＋胶粘涂层的方法可用于镁舍金的表面防腐。     

环氧富锌涂层防腐蚀性能研究

制备了添加纳米SO2材料的纳米复合环氧富锌涂层,通过测试金属Zn含量、拉开法附着力、浸泡实验、盐雾实验和电化学阻抗谱实验,并与两种未添加纳米材料的环氧富锌涂层防腐蚀性能进行对比研究,结果表明,纳米复合环氧富锌涂层具有良好的附着力和内聚力,前期可以作为有机屏蔽层,中期阴极保护作用温和,持续时间长,后期Zn的反应产物又可以提供涂层良好的屏蔽,耐腐蚀性能显著,而未添加纳米材料的两种富锌涂层由于起泡和锈蚀而失效。     

油套管特殊螺纹接头抗粘扣自润滑涂层性能研究

以API标准P110钢级材质为基体材料,采用喷涂方法制备自润滑涂层。自润滑涂层以聚酰胺酰亚胺-环氧树脂为黏结剂,添加固体润滑剂二硫化钼和聚四氟乙烯。利用涂层附着力测定仪、摩擦磨损试验机,研究二硫化钼和聚四氟乙烯含量对涂层附着力、摩擦学特性的影响。试验结果表明:当聚酰胺酰亚胺-环氧树脂中改性二硫化钼的含量为30%(质量分数)、聚四氟乙烯含量为7%(质量分数)时,固化温度为280～300℃,保温时间为10～15 min,自润滑涂层具有良好的附着力、摩擦磨损性能,可满足油套管特殊螺纹接头的抗粘扣性能。     

电泳沉积制备TA有机复合涂层及其性能

目的通过便捷的共混方式在聚合物涂层中引入单宁酸(TA)锚定涂层,并改善涂层性能,提供新颖、简单的水性聚合物涂层固定及增强方法。方法通过简单的溶解分散方式将TA混入聚合物自组装成的纳米粒子分散液中,并采用阴极电泳在裸钛表面制备TA复合涂层。通过扫描电子显微镜对涂层形貌进行分析。通过超景深显微镜粗糙度测定、铅笔硬度测试、划格法附着力测试、浸泡法等,分别评价NP-TA_x复合涂层的厚度、粗糙度、硬度、附着力、耐久性等性质。最后通过防污测试评价TA复合对聚合物涂层防污性能的影响。结果成功合成了一种两性离子型水性聚合物PIDS,并自组装成纳米粒子,粒子呈球形形貌,粒径约184.8 nm。将纳米粒子与TA混合后,成功通过阴极电泳技术在钛表面制备复合涂层,通过调节沉积电压和时间可以获得不同厚度及表面微结构的涂层表面,涂层制备简便可控。制备NP-TA_x复合涂层后,TA提高了涂层的成膜性,涂层表面结构变得更为平整。NP-TA_x复合涂层的附着力由NP的2级增加到0级,硬度由NP的HB上升为1H,稳定性也大幅提升。通过防污测试表明,TA复合的两性离子涂层对蛋白质和细菌仍具有良好的防污效果,表明TA复合不会影响涂层现有性质。结论 TA与水性聚合物纳米粒子复合制备涂层,可大大提升聚合物涂层综合性能,是一种新颖、简单而且有效的水性聚合物涂层固定及增强途径。