静电喷涂高附着力疏水涂层及其性能

目的提高静电喷涂疏水涂层的附着力。方法采用硅烷偶联剂和聚二甲基硅氧烷制备了表面改性疏水二氧化硅粉末。将一定比例的聚偏氟乙烯粉末、超高分子量聚乙烯粉末与疏水二氧化硅粉末混合,制备了复合型疏水粉末。使用环氧树脂、固化剂、活性剂等配制了导电环氧树脂。通过静电喷涂工艺将复合疏水粉末喷涂到已用导电环氧树脂覆盖的铝基板表面,经过中温固化,制得了铝合金疏水复合涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、接触角测量仪(CA)、百格刀附着力测试仪等,对疏水复合涂层进行测试表征。结果 SEM结果表明涂层表面构建了微米-纳米的阶层粗糙结构,经CA测试,该表面具有较好的疏水性。当混合粉末中聚二甲基硅氧烷改性二氧化硅的比例占到20%时,环氧基疏水涂层的接触角最高可达到140°,滚动角最低可达5°,附着力的等级为0级,同时疏水涂层的耐磨性和耐腐蚀性良好。结论采用简单、易于工业化的静电喷涂工艺制备了高附着力的疏水涂层,具有广泛的应用前景。     

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。     

硅烷偶联剂处理对富锌涂层行为的影响

 采用测量涂层的腐蚀电位和电化学阻抗谱(EIS)等方法研究了硅烷偶联剂处理(钢铁表面的硅烷偶联剂预处理和富锌漆中掺入硅烷偶联剂)对富锌涂层在3.5mass%NaCl溶液中腐蚀行为的影响.结果表明，两种硅烷处理方式均明显延长了富锌涂层的阴极保护期.钢铁表面硅烷处理减弱了无机富锌涂层的阴极保护作用.      

无铬复合钝化膜的微观组织结构及耐腐蚀性能

目的解决热镀锌钢板表面六价铬钝化工艺所产生的环境污染问题。方法以钼酸铵、纳米硅溶胶、单宁酸、硅烷偶联剂KH151和KH792为主要原料配制新型环保的无铬复合钝化液,在镀锌板表面制备钝化膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析无铬复合钝化膜表面的微观形貌、元素组成和化学成分,用电化学工作站测试Mo元素对镀锌板耐蚀性的影响,使用中性盐雾实验研究不同皮模量时膜层的耐蚀性。结果无铬复合钝化膜中的Mo元素可以抑制微裂纹的产生和发展,阻挡腐蚀性介质向金属基体扩散,提高复合硅烷膜的电阻。复合钝化膜的电化学交流阻抗比硅烷钝化膜提高了1.6倍,与六价铬钝化膜接近,可以有效抑制腐蚀电化学反应的发生,降低反应速度,提高膜层的耐蚀性。皮膜量为892 mg/m2时,膜层的腐蚀面积为0,耐蚀性达到六价铬钝化膜水平;皮膜量为1252 mg/m2时,耐蚀性能优异。结论制备的无铬复合钝化膜结合了硅烷钝化膜和钼酸盐钝化膜两方面的优点,提高了膜层的致密性和结合性,膜层耐腐蚀性接近/达到了六价铬钝化的效果。     

环境友好型达克罗处理技术的现状及研究进展

达克罗涂层的无氢脆、耐高温、强耐腐蚀性、附着力良好、高渗透性和强涂覆能力等特点使其近年来广泛用于汽车、家用电器、建筑、石油化工等领域。然而该涂层中的Cr⁶⁺由于具有较强的致癌、致畸、致突变作用而受到限制,且其硬度仅有1～2H,抗划伤能力差,耐磨性低,因此使用该图层的工件不适用于硬度和耐磨性要求高的场合。本文先介绍了达克罗涂液的主要组成成分(金属粉末、溶剂、铬酸盐钝化剂和特殊有机物)及铬酸盐在达克罗涂层中的作用(钝化作用、黏结作用和自愈作用);接着从环境友好型达克罗防腐涂层的成膜物质-铬酸盐替代物(无铬钝化剂-含氧酸盐及氧化物、稀土盐和有机黏结剂-硅烷偶联剂、硅烷偶联剂+缓蚀剂、树脂+缓蚀剂)的选取、无铬钝化液的配方优化、纳米微粒增强达克罗涂层三方面分别综述了国内外关于提高环境友好型达克罗涂层的硬度和耐蚀性,指出了各种成膜物质的不足并指出进一步的研究方向;最后简要介绍了稀土改性达克罗处理技术的防腐蚀机理,对环境友好型达克罗涂层研究中存在的问题进行了归纳,并对其发展方向进行了展望。在总结与分析的基础上可知,随着环境保护要求的提高,开发由有机聚合物(硅烷或树脂)和稀土盐...     

Corrosion protection of electroplated nickel using silane coupling agent

Abstract

Electroplated nickel was chemically modified using an aminosilane coupling agent (as an alternative to chromate) in order to improve its corrosion performance. Infrared spectroscopy revealed that the silane bonded to the metal satisfactorily. The corrosion behaviour of a nickel electroplated steel workpiece was investigated using potentiodynamic polarisation and electrochemical impedance spectroscopy to optimise the silane deposition conditions. These data confirm that the most effective conditions are dipping in the silane coupling agent solution for 30 s and then curing at 100°C for 40 min.     

有机硅烷偶联剂在金属表面预处理中的应用

综述了有机硅烷偶联剂的种类、成膜机理、聚合物-金属界面模型、薄膜制备、薄膜及 涂层制品的性能.采用硅烷偶联剂对金属基体进行预处理,使涂层的附着力和耐蚀性均有明 显提高,可以代替磷化和钝化等传统预处理方法,BTSE硅烷偶联剂最理想.     

白炭黑偶联处理对硅橡胶性能影响研究

采用不同偶联剂对M-5气相白炭黑进行了表面改性,以增强白炭黑与硅橡胶的相容性.对处理前后的白炭黑进行了FT-IR分析,对比分析了偶联剂的类型和用量对气相白炭黑表面性能的影响,测试了室温硫化硅橡胶添加白炭黑后的力学性能.红外测试结果表明:偶联剂分子接枝到了白炭黑表面.表面改性效果最好的是乙烯基三甲氧基硅烷(Al71),白炭黑用量15%时硅橡胶拉伸强度最大可达到1.5MPa,由其配制的胶粘剂对铝-硅橡胶板的粘接强度达到1.3MPa.     

水性环氧富锌防腐涂料的研制

研制了一种以自乳化环氧树脂和水性胺类固化剂为基料,以锌粉、胺硅烷偶联剂等为填料和助剂的水性环氧富锌防腐涂料,并对涂层耐盐雾性、耐盐水性、耐酸碱性、不挥发物含量进行了测试。研究表明,该防腐涂料不挥发物含量高达90％以上,基本无溶剂挥发,环保性好,而且防腐性能高。     

Enhancement of the hydrophobic and anti-corrosion properties of a composite zeolite coating on Al6061 substrate by modification of silane matrix

Anti-corrosion properties of a silane–zeolite composite coating applied to aluminium substrates have been investigated. The composite film was prepared with different silane matrix formulations (varying bi-functional and tri-functional silane ratios). The results showed high hydrophobicity of the modified silane–zeolite coatings. Corrosion protection performance, during immersion in 3.5% NaCl solution, was evaluated by means of polarisation and electrochemical impedance spectroscopy tests. The polarisation curves evidenced a good corrosion resistance of all composite coating; though at high content of bi-functional silane, a reduction of corrosion protection performance was observed. At long immersion time (until 150 days), only the composite coating with low amount of bi-functional silane still evidenced good barrier properties.     

烧结钕铁硼磁体表面CeO2/硅烷复合涂层的制备及其耐蚀性能

采用浸涂方式在烧结钕铁硼磁体表面制备CeO2/硅烷复合涂层,研究了硅烷水溶液中纳米CeO2颗粒掺杂量对复合涂层性能的影响,通过扫描电镜、能谱分析仪、动电位极化曲线及中性盐雾试验对所制备的CeO2/硅烷复合涂层的形貌、元素分布以及耐腐蚀性能进行分析。结果表明:纳米CeO2颗粒的添加增强了涂层的硬度,提高了硅烷涂层的屏蔽性能,延长了腐蚀溶液渗入硅烷涂层的腐蚀通道,复合涂层耐中性盐雾试验能力可达24 h。但由于纳米颗粒只是机械的镶嵌到复合涂层中,不会改变硅烷涂层在固化过程中醇基之间脱水缩合反应的本质,在NaCl溶液中,复合涂层依然会形成高低不同的交联密度区,CeO2/硅烷复合涂层失效的主要原因依然是在交联密度低的区域首先水解溶解导致的。     

环境因素对聚酰亚胺薄膜及涂层侵蚀效应分析

目的采用不同表面改性方法处理聚酰亚胺,研究温度、湿度、紫外辐照和原子氧等环境因素对聚酰亚胺基体及涂层的侵蚀效应。方法用碱性溶液(NaOH)、硅烷偶联剂(KH-550)分别在水热及溶剂热条件下处理聚酰亚胺薄膜。用溶胶凝胶法制备二氧化硅溶胶,并在改性后的聚酰亚胺薄膜表面制备二氧化硅涂层。处理后样品的亲水性变化由接触角测量仪测定,透光率用紫外可见分光光度计表征,表面形貌用扫描电镜观察,表面结构变化由傅里叶变换红外光谱仪测定。环境效应试验用紫外老化箱和原子氧模拟试验装置进行评价,并用扫描电镜和材料显微镜表征环境因素对涂层产生的影响和破坏作用。结果实验得出的最佳表面处理条件为:(1)NaOH浓度0.1 mol/L,水热温度120℃,时间60 min;(2)20vol%KH-550+80vol%Et OH,溶剂热温度180℃,时间60 min。在此条件下处理后的聚酰亚胺基体与二氧化硅涂层界面结合较牢固。结论使用碱液水热处理与硅烷偶联剂溶剂热相结合的处理方法,可有效改善Si O2涂层与聚酰亚胺基体的界面粘附性。所制备的涂层均匀致密,具有很好的抗原子氧侵蚀能力,但在储运过程中必须注意环境湿度对涂层产生的破坏作用。     

改性水滑石的制备及对环氧富锌漆性能的影响

目的改善有机涂层和无机缓蚀剂相容性差的问题,实现缓蚀剂的可控释放,提高有机涂层的防护性能。方法用共沉淀方法将缓蚀剂钼酸根离子插入镁铝水滑石中,并用硅烷偶联剂KH560对其表面接枝改性来提高填料在富锌涂层中的分散性。结果 XRD、FTIR光谱分析结果表明,水滑石的层间距离增大,钼酸根成功装载进水滑石层中,在水滑石表面成功接枝硅烷偶联剂KH560。结论通过将该填料添加到环氧富锌漆中,发现涂层的附着力、柔韧性均没有发生明显的下降,表明填料在环氧富锌涂层中分散均匀,对涂层的力学性能影响较小。结合电化学阻抗谱技术对比研究添加填料与未添加填料的涂层浸泡在Na Cl溶液中的腐蚀行为,表明了该填料的添加可以提高富锌漆的耐腐蚀性能。     

Preparation and characterization of Ce-silane-ZrO2 composite coatings on 1060 aluminum

In order to improve the property of traditional Ce-based conversion coatings, Ce-silane-ZrO₂ composite coatings were successfully prepared on 1060 aluminum. The microstructure, chemical element composition and corrosion resistance of Ce-based conversion coatings and Ce-silane-ZrO₂ composite coatings were investigated by SEM, AFM, XPS and EIS analyses. Stacking structure of the composite coating can be observed. The inner layer of the composite coatings mainly consists of oxide and hydroxide of Ce(III), and the silane network is composed of the outer layer together with a small amount of Ce(IV) hydroxide. By adding silane and ZrO₂ nanoparticles into Ce-based conversion coatings, the porosity and the micro cracks of the coatings decrease apparently accompanying with the improvement of the corrosion resistance.     

石墨烯在金属防护中的应用与展望

石墨烯(类)材料作为明星材料,是诸多应用领域的研究热点。主要从两个方面综述了石墨烯材料在金属腐蚀防护中的应用研究现状,简要概述了单纯的石墨烯薄膜用于金属防护的发展历程,并对该防护手段的弊端进行了分析与讨论,得出石墨烯薄膜不适合直接覆于金属表面用于防腐蚀的结论。详细介绍了石墨烯复合防护涂层的制备方法与性能,针对将石墨烯类材料作为填料改性防护涂层的研究现状,概括了该防护手段的缺点与改进策略,即通过在氧化石墨烯表面进行分子(硅烷偶联剂、聚合物单体等)修饰和表面覆盖纳米粒子(纳米Si O2、Al2O3、Ti O2颗粒等),达到增强石墨烯材料与防护涂层之间的相容性的目的。在此基础上,提出了"主动防护"的概念,构想出一种以石墨烯材料为基础的新型缓蚀剂纳米存储器,同时提出石墨烯材料的深层防护机制仍亟待解决。最后,立足于整个石墨烯行业,从工业化应用的角度出发,对石墨烯防护技术进行了展望。     

TiNi合金牙弓丝表面环氧树脂/聚四氟乙烯涂层的组织结构与性能

采用浸涂法在硅烷偶联剂表面改性的TiNi合金表面制备环氧树脂/聚四氟乙烯涂层,研究不同硅烷偶联剂对涂层附着力的影响规律。揭示了硅烷偶联剂提高涂层附着力的机制。考察涂层牙弓丝的生物相容性及涂层对TiNi合金中Ni离子析出的影响,并对比涂层与未涂层牙弓丝在口腔正畸中的效果。结果表明:硅烷偶联剂的浓度对涂层与TiNi合金之间的附着力有显著影响,并且随着浓度的增加,附着力先增大后减小。EP/PTFE涂层有效地抑制TiNi合金中Ni离子的析出,同时具有良好的生物相容性。     

铜粉表面包覆硅烷偶联剂改性研究

用红外光谱分析技术研究硅烷偶联剂在铜粉表面的接枝情况,对涂层的导电性能进行测试,确定了偶联剂的处理工艺。实验表明,硅烷偶联剂可以很好地在铜粉表面形成包覆层,直接添加偶联剂比预处理效果要好。     

Influence of curing temperature, silica nanoparticles- and cerium on surface morphology and corrosion behaviour of hybrid silane coatings on mild steel

This work is aimed at developing and investigating silane based organic-inorganic hybrid coatings possessing unique properties, which can be used to improve the performance of steel structures subjected to marine corrosion. These silane based sol-gel coatings were prepared by dip coating planar samples of mild steel in solution of an organically modified silica sol made from hydrolysis and polycondensation of tetraethylorthosilicate (TEOS) and methyltriethoxysilane (MTES) in acid catalysis condition. Crack-free coatings were obtained on curing at 200 °C. On increasing the curing temperature to 400 °C, however, cracks developed in the plain organic-inorganic hybrid coatings. This observation was consistent with the visual observations where appearance of the coated specimen changed from colourless metallic to brownish grey on curing from 200 °C to 400 °C temperature. The coatings were further modified using SiO₂ nanoparticles and cerium. The effect of change in the - temperature as well as - composition on the microstructural properties of the coatings was determined using optical microscopy, scanning electron microscopy and atom force microscopy. Additionally, Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR/FTIR) was carried out to show the formation of the Si-O-Si structural backbone of the hybrid material with the organic CH₃ group incorporated into the silica network. The corrosion protection performance of these coatings was examined using potentiodynamic polarisation technique and electrochemical impedance spectroscopy in aerated 3.5 wt.% NaCl solution. The polarization curves and corrosion resistance as measured by the bode plots suggested that the plain hybrid coatings offer good protection against corrosion. However, the SiO₂ and cerium modified nano hybrid coatings exhibited superior performance to that displayed by plain hybrid coatings.     

乙烯基三乙氧基硅烷(VS)水解关键工艺

采用硅烷偶联剂对金属进行预处理是一种新型、环保的表面处理工艺,可以显著提高涂层的结合力及金属耐蚀性能,有望替代传统的磷化和钝化处理,而水解过程是决定金属表面硅烷化预处理好坏的关键。采用反射吸收红外光谱法研究了温度、pH、醇水比及硅烷体积分数等关键因素对乙烯基三乙氧基硅烷水解的影响,确定了水解液中获得最多硅醇单体时的水解工艺参数;在一定温度范围内,硅烷溶液水解程度随着水解温度的升高而增大;通过比较si-O-Fe与si-O-si峰强的变化,确定Si-O-Fe与si-O-si在金属表面存在竞争协同作用。     

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。