基于官能化笼型倍半硅氧烷改性环氧涂层的研究

以γ-缩水甘油基环氧丙氧基三甲氧基硅烷为原料,乙醇和甲醇作为混合溶剂,在酸性条件下进行水解缩聚反应合成了环氧基POSS(EP-POSS),并应用于环氧树脂的改性。利用红外光谱(FT-IR)、核磁共振谱( ¹H NMR及 ²⁹Si NMR)对EP-POSS的结构进行表征;利用热重(TGA)、扫描电镜(SEM)对改性环氧涂层耐热性及断面形貌进行测试、观察,并分别讨论了促进剂与EP-POSS的加入量对环氧树脂力学性能的影响。结果表明:EP-POSS的引入,降低了固化温度,提高了热稳定性,增强了涂层的韧性,且当促进剂与EP-POSS添加量分别为0.5%、3%时,涂层的综合性能显著提高。     

环氧-硅溶胶复合金属防腐涂料的制备及表征

将水性硅溶胶引入水性环氧树脂获得一种防腐清漆,再与颜料、助剂等复配制备了环氧-硅溶胶复合水性金属防腐涂料。研究了水性环氧树脂与硅溶胶复合比例与涂层性能的关系,同时考察了8种典型颜料色浆对涂层力学、防腐、耐候等性能的影响。结果表明:当水性环氧和水性硅溶胶的固体分比值为8∶1时,防腐清漆具有较好的综合性能;磷酸盐防腐颜料和铝银浆颜料的加入使涂层的防腐及耐候性能有较大提升,涂层的耐盐雾时间大于3000 h,氙灯照射600 h后,涂层不粉化、不脱落,附着力0级,耐冲击性能优异。     

丙烯酸树脂的制备及其在环氧树脂涂层中的应用研究

通过溶液法合成丙烯酸树脂并表征,然后将其添加到环氧树脂中在镁合金表面制备涂层,通过冲击、柔韧性结合电化学阻抗技术(EIS)研究丙烯酸树脂加入对环氧涂层力学及防护性能的影响。研究结果表明,与纯环氧树脂防腐涂层相比,加入丙烯酸树脂后涂层与基体之间的附着力提高了2 MPa、耐冲击性和疏水性均有改善;添加丙烯酸树脂的涂层在浸泡1 656 h后的阻抗为1.25×10⁹Ω·cm²,而环氧清漆涂层的阻抗仅为3.85×10⁷Ω·cm²;因此加入丙烯酸树脂后使环氧涂层有更优异的防腐性能。     

环氧/蒙脱土复合涂层的制备及在H2S/CO2环境中的耐热防腐性能研究

通过优化固化工艺、有机蒙脱土含量及树脂组分改善环氧涂层的耐热性,制备应用于高温H2S/CO2腐蚀环境中的环氧耐热防腐涂层,采用高温高压釜试验测试了涂层的耐热防腐效果。结果表明:适当的高温处理能显著提高基体树脂的玻璃化转变温度;环氧树脂在80℃机械搅拌条件下插入有机蒙脱土的层间,质量分数为3%的有机蒙脱土在基体中分散均一,为插层/剥离混合型复合结构,兼顾材料的热机械性能和阻隔性能;清漆涂层的玻璃化转变温度为153.7℃,其防腐涂层在150℃以下含H2S/CO2的油气环境中的防腐效果良好,说明玻璃化转变温度作为防腐涂层的使用上限温度是可行的。     

功能型环氧树脂基防腐涂层的研究进展

环氧树脂涂层因其优异的耐蚀性能、对金属表面良好的附着力而在金属防腐领域得到广泛应用。但涂层固化过程中会形成缺陷和孔洞，腐蚀介质可以直接接触到金属表面。为了开发出具有优良耐久性的防腐涂层，研究人员使用不同的方法和材料制备了多种环氧树脂防腐涂层。该文综述了纳米粒子改性环氧防腐涂层、超疏水型环氧防腐涂层、自修复型环氧防腐涂层、导电聚合物改性环氧防腐涂层及生物基材料改性环氧防腐涂层的制备及性能。但这5种防腐涂层各有局限性，未来应该探究出新的环氧防腐涂层，在提升涂层防腐性能的同时，兼顾其他性能，使环氧树脂基防腐涂层朝着功能化、智能化的方向发展。     

聚苯胺/凹凸棒土环氧复合防腐涂料的制备及性能研究

以聚苯胺/凹凸棒土纳米复合材料(PANI/ATP)作为填料,以环氧树脂为成膜物质,制备了PANI/ATP环氧复合防腐涂料.研究了PANI/ATP的状态、PANI/ATP的添加量、固化比等对涂层的防腐性能的影响.采用傅里叶红外光谱(Fr-IR)、开路电位(OCP)及极化曲线(Tafel)等测试手段对复合涂层进行了结构表征和防腐性能研究.Tafel极化曲线和开路电位显示,在填料量为5%的情况下,复合涂层的防腐性能较佳,腐蚀电位为-1.098 V,较纯环氧涂层高327 mY;添加了PANI/ATP的涂层较纯环氧涂层的力学性能有很大的提高.     

磺化苯胺三聚体改性玄武岩鳞片环氧涂层的防腐性能

为提高玄武岩鳞片（BS）和环氧树脂的相容性,采用磺化苯胺三聚体（SAT）修饰 BS,制得磺化苯胺三聚体改性玄武岩鳞片（SAT-BS）;分别以 SAT、BS和 SAT-BS为填料制备环氧涂料。采用电化学阻抗谱研究制备的环氧涂料的防腐性能。结果表明：添加 SAT、BS和 SAT-BS能显著改善环氧涂层的防腐性能,其中 SAT-BS效果最优,且在环氧涂层中的优选含量为 10%。采用 SAT-BS既改善了 BS和环氧树脂的相容性,又发挥了 BS的屏蔽防护和 SAT的钝化作用。     

植入8-羟基喹啉共存时云母复合改性环氧树脂防腐蚀行为研究

通过吸附方法将8-羟基喹啉植入云母层间,得到8-羟基喹啉缓蚀剂储存器,用红外光谱仪对缓蚀剂纳米储存器进行了结构表征,并将其添加到环氧涂料中得到复合改性涂层,研究了缓蚀剂溶液浓度对复合涂层防腐性能的影响,采用极化曲线与烟雾实验对复合涂层进行了防腐性能测试。实验结果表明,与云母/环氧树脂相比,缓蚀剂的植入可提高环氧涂料防腐能力,当8-羟基喹啉的浓度为26.67 g/L时,复合涂层的防腐效果最好。此时极化电流为5.061E-008Acm-2,耐中性盐雾能力最强。     

苯胺三聚体修饰玄武岩鳞片环氧涂层防腐性能的电化学研究

通过苯胺三聚体（AT）对玄武岩鳞片（BS）进行修饰,并应用于环氧涂层。测试结果表明,由于苯胺三聚体对玄武岩鳞片表面的改性,增强了其与环氧树脂之间的相容性。添加AT、BS和AT-BS,显著改善了环氧涂层的防腐性能,AT-BS的改进作用最显著。玄武岩鳞片作为基本的物理隔离单元,有助于防止腐蚀性粒子的渗透以及与基材的接触。AT和BS之间的协同效应有助于BS与环氧的界面相容,增强BS的均匀稳定分布,因此提高环氧涂层的防腐性能。AT-BS在环氧涂层中的最佳质量分数为10%。     

石墨烯改性环氧锌基防腐涂料的制备与性能研究

针对传统环氧富锌涂料环保性差、质量大、成本高等问题,利用石墨烯优异的导电性与独特的二维片层结构可增强涂层防腐性能的特性,取代传统环氧富锌涂料中的部分锌粉,以期制备低锌含量的石墨烯环氧锌基涂料。首先将石墨烯材料与环氧树脂预混合,掺杂天然高分子表面活性剂,制备一种高分散性石墨烯 /环氧树脂浆料;然后将其与计量的环氧树脂、锌粉、其他功能颜填料复配,通过高速分散与砂磨的制备方式相结合,得到石墨烯改性环氧锌基防腐涂料;最后通过力学性能、连接强度、交流阻抗、耐中性盐雾等方法探索涂层关键性能。研究结果表明：该石墨烯涂层防腐性能优异, 2 000 h盐雾划痕腐蚀扩展 0.9 mm,且力学性能与施工性能好,可广泛应用于船舶、海工设备、桥梁等大型钢结构装备领域。     

工程机械用水性环氧防腐底漆的制备

以水性环氧乳液/水性固化剂为成膜物质,制备了一款综合性能优异的工程机械用水性环氧防腐底漆,探讨了水性环氧乳液、防锈颜料、颜填料体积浓度(PVC)对水性环氧防腐底漆性能的影响,使用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、电化学交流阻抗谱(EIS)等测试方法,对环氧树脂的基团结构、环氧涂层的表面形貌和涂层的腐蚀机理过程进行了表征与分析,结果表明：选用的Banco2092环氧乳液/Banco920固化剂成膜物质、防锈颜料为ZMP-1、PVC为30%时,环氧底漆的综合性能最佳,与自制水性聚氨酯面漆复配后,耐酸性达到168 h,耐碱性达到96 h,耐盐雾可达1000 h,该复合涂层的综合性能超过了行业标准HG/T 4339-2012性能要求。     

滑石粉对8-羟基喹啉的吸附储存与缓蚀行为的研究

采用可吸附缓蚀剂的滑石粉为载体,8-羟基喹啉作为缓蚀剂,通过离子交换作用将缓蚀剂离子添加到滑石粉间隙,完成对缓蚀剂的吸附储存。将制作的缓蚀剂储存器添加到环氧树脂中,得到一种新型防腐涂料。采用测厚仪、附着力测试仪,对改性涂层的常规性能进行了测试;用红外光谱仪对改性前后的纳米粒子进行了结构表征;测试了复合改性环氧树脂涂层在3.5%的NaCl溶液中的电化学极化曲线。实验结果表明,添加了8-羟基喹啉的环氧树脂涂料防腐性能得到提高,改性后的涂层较之空白环氧涂层有更好的耐腐蚀性和抗渗透性。     

卡拉胶改性三聚磷酸铝对水性环氧涂层防腐性能的影响

通通过卡拉胶（KC）对三聚磷酸铝（ATP）进行接枝改性获得KC-ATP改性填料,再将其添加到水性环氧树脂（WEP）中制备复合防腐涂层。采用FTIR、XPS、TG、SEM对ATP改性前后的形貌、结构进行表征。结果表明,KC成功地接枝到ATP表面,改善了ATP的水溶性。采用电化学阻抗谱（EIS）和盐雾实验考察了复合涂层的防腐性能。结果表明,复合涂层的防腐性能明显优于纯水性环氧涂层,且当KC-ATP功能填料含量为1.0%时（以水性环氧树脂的质量为基准,下同）,涂层的耐腐蚀性能达到最佳,浸泡48 h后涂层的极化电阻Rp为8.183×107 Ω∙cm2,远高于ATP改性复合涂层和纯环氧涂层。     

集装箱用水性环氧涂料的制备及性能研究

采用自制的乳化剂乳化环氧树脂,制备了性能优良的集装箱用水性环氧乳液.试验结果表明:以环氧树脂E20为原料,乳化剂用量5％、反应温度90℃,搅拌强度在2000 r/min时,制得的环氧乳液粒径较小、性能稳定,用其制备的水性环氧涂层机械性能和耐腐蚀性优良,可满足集装箱防腐涂层的性能要求.     

多面体低聚倍半硅氧烷在环氧树脂改性中的应用进展

综述了近几年多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)在环氧树脂改性中的应用。POSS单独修饰环氧树脂,可提高其力学性能及热稳定性能;POSS协同9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物等功能性分子一起修饰环氧树脂,可增强其阻燃性能;POSS与碳纳米管、石墨烯等纳米材料共同修饰环氧树脂,可提高纳米材料在环氧树脂中的分散性,改善纳米复合材料的导电能力和黏结强度等性能;POSS与纤维共同修饰环氧树脂,可有效增强纤维与环氧树脂间的界面性能。最后展望了POSS修饰改性环氧树脂的未来方向:开发更简易的引入方式,引入更多样的官能分子,协同多种纳米材料修饰环氧树脂。     

一种新型水性环氧涂料的制备及性能研究

采用机械法制备了一种新型水性环氧涂料,研究了不同颜料体积浓度(PVC)、不同固化剂与环氧树脂当量比对涂层性能的影响;分析了制备的水性环氧涂料的湿膜性能、机械性能、施工性能及防腐性能。结果表明,PVC介于30%~35%、活泼氢/环氧基的当量比为0.9~1.0时,水性环氧涂料单道涂层的耐盐雾性可达1 000 h,同时具备良好的机械性能、施工性能、耐盐水性和耐化学品性。     

MXene@PAN复合材料的制备及其在环氧涂层中的应用

将二维片层材料钛碳化合物Ti₃C₂(MXene)与聚苯胺(PANI)采用原位聚合法合成MXene@PANI复合材料，改变MXene与苯胺(An)质量比，对复合材料的化学结构、光学特性、光热转换性能进行表征，确定最佳合成比例。制备MXene@PANI含量不同的环氧树脂样条，探究MXene@PANI含量对环氧树脂自修复性能的影响。在环氧树脂中分别添加MXene、MXene@PANI制备涂层，通过电化学阻抗和扫描电镜分析涂层防腐性能。结果表明：当MXene与An的质量比为1∶3时，在MXene表面负载的PANI覆盖均匀，并且复合材料具有良好的光热转换性能。随着环氧复合样条中MXene@PANI含量的增加，自修复率显著提高；经过功率为2 W/cm²的近红外光照射60 s后，自修复率都在97%以上。MXene和MXene@PANI的加入均可改善环氧涂层的防腐性能，MXene@PANI/EP复合涂层对金属的保护效果更优。     

含羟基柔性链段纳米二氧化硅的制备及其对高速列车涂层性能的影响研究

采用两步法对纳米二氧化硅进行有机无机杂化改性,首先通过异氰酸酯的桥接作用,在纳米二氧化硅的表面引入环氧树脂分子,再利用环氧基团的碱式开环反应,形成可参与交联固化的羟基,制备了表面接枝含羟基柔性链段的纳米填料,研究了纳米二氧化硅不同用量对涂层材料力学性能与耐磨性能的影响。结果表明,有机无机杂化改性后的纳米二氧化硅能与有机树脂发生化学反应,改善了无机纳米二氧化硅在涂层中的分散性,提高了有机/无机的界面相容性,从而提高了涂层的韧性和致密性。当改性纳米二氧化硅的添加量为6%时,与添加未改性纳米填料的涂层相比,其耐磨性提高了24%,拉伸强度提高了25%,断裂伸长率提高了50%,涂层的饱和吸水率降低了40%。     

含羟基柔性链段纳米二氧化硅的制备及其对高速列车涂层性能的影响研究

采用两步法对纳米二氧化硅进行有机无机杂化改性,首先通过异氰酸酯的桥接作用,在纳米二氧化硅的表面引入环氧树脂分子,再利用环氧基团的碱式开环反应,形成可参与交联固化的羟基,制备了表面接枝含羟基柔性链段的纳米填料,研究了纳米二氧化硅不同用量对涂层材料力学性能与耐磨性能的影响。结果表明,有机无机杂化改性后的纳米二氧化硅能与有机树脂发生化学反应,改善了无机纳米二氧化硅在涂层中的分散性,提高了有机/无机的界面相容性,从而提高了涂层的韧性和致密性。当改性纳米二氧化硅的添加量为6%时,与添加未改性纳米填料的涂层相比,其耐磨性提高了24%,拉伸强度提高了25%,断裂伸长率提高了50%,涂层的饱和吸水率降低了40%。     

不锈钢表面PANI/Nd2O3/EP复合涂层的制备与性能

为提高环氧复合涂层在304不锈钢表面的防腐性能,采用原位聚合法将聚苯胺(PANI)和氧化钕(Nd₂O₃)制成PANI/Nd₂O₃复合材料,再将其作为增料剂添加到环氧树脂(EP)中,制得PANI/Nd₂O₃/EP复合涂层。通过改变PANI/Nd₂O₃在环氧树脂中的含量,探究了PANI/Nd₂O₃复合材料对复合涂层的附着力、防腐性能和疏水性能的影响。结果表明：添加适量的PANI/Nd₂O₃复合材料可以提高涂层的附着力,增强其防腐性能及疏水性能。当PANI/Nd₂O₃复合材料的质量分数为4%时,复合涂层的附着力、防腐性能和疏水性能均达到最佳。