水性丙烯酸涂料的改性及其功能化应用研究进展

介绍了水性丙烯酸、环氧树脂、聚氨酯、有机硅、有机氟以及纳米粒子的优缺点,简述了环氧树脂改性水性丙烯酸、聚氨酯改性水性丙烯酸、有机硅改性水性丙烯酸、有机氟改性水性丙烯酸以及纳米粒子改性水性丙烯酸等的研究进展,指出了目前水性丙烯酸改性研究存在的问题和研究方向。水性丙烯酸树脂通过上述的改性手段可获得优异的综合性能,从而大大提高水性丙烯酸涂料的使用性能,扩大了水性丙烯酸涂料的应用范围。对水性丙烯酸涂料体系功能化应用进行了分类介绍,重点对水性丙烯酸在防水涂料、防火涂料、防腐涂料、海洋防污涂料以及隔热保温涂料上的功能化应用进行介绍,指出水性丙烯酸涂料在功能化应用研究上的重、难点。最后提出了水性丙烯酸涂料将向着高性能、多功能的方向发展。     

有机硅防污涂料的研究进展

随着海洋环保意识的提高,环境友好型防污涂料应运而生。有机硅防污涂料利用物理手段抑制生物污损,不对海洋环境造成污染,目前得到了广泛的开发和使用。然而有机硅材料自身的结构特点,导致有机硅防污涂料存在很多缺陷,需要对其进行改善。介绍了聚合物改性有机硅涂料、微纳米粉体改性有机硅涂料以及有机硅仿生复合防污涂料体系的研究进展,指出氟硅改性有机硅在保证有机硅涂料低表面能特性的同时,可提升涂料的机械性能。聚氨酯改性有机硅和丙烯酸改性有机硅,利用聚氨酯和丙烯酸树脂对基材优异的附着力,从而提升有机硅防污涂料与基材的附着力。微纳米粉体改性有机硅,最重要的特点是可以与树脂改性同时进行,从而实现双效防污的效果。应对仿生技术的发展,构建有机硅仿生复合防污涂料,通过模拟海洋生物的生物特性,实现长效持久的防污效果。最后提出未来有机硅防污涂料将向着多重改性、复合防污的方向发展。     

国产风电涂料媲美进口产品

由西北师范大学王云普教授主持研制的有机氟硅改性弹性聚氨鸶脲树脂及新型风电涂料近日通过甘肃省新产品鉴定。新型风电涂料在耐磨性、弹性伸长率、附着力、耐冲击、耐风沙、耐紫外线、防护性能等方面均达到国外同类产品水平。     

模拟风沙环境下混凝土防护涂层抗冲蚀性能的研究

目的 研究不同类型的防护涂层对风沙环境下混凝土抗冲蚀性能的影响规律及作用机理,从而选取适合风沙环境且综合性能良好的混凝土防护涂层.方法 以聚氨酯、丙烯酸及环氧树脂为研究对象,对三种混凝土结构防护涂层进行了研究.通过接触角和显微硬度对涂层的物理及力学性能进行了分析,并利用模拟风沙环境侵蚀实验系统,在不同冲蚀参数下,对混凝土结构防护涂层体系的抗冲蚀性能的变化规律进行测试.结合混凝土防护涂层风沙冲蚀实验及扫描电镜表征,探究风沙环境下混凝土防护涂层的冲蚀机理.结果 相同冲蚀条件下,不同防护涂层的冲蚀率大小为:聚氨酯防护涂层>环氧树脂防护涂层>丙烯酸防护涂层.喷涂丙烯酸防护涂层试样的抗冲蚀性能比喷涂聚氨酯防护涂层的试样提升了约57.56％,比喷涂环氧树脂防护涂层的试样提升了约33.57％.冲蚀表面分形维数(Ds)的变化在一定程度上反映了不同冲蚀阶段的变化,结合Ds及被冲蚀后涂层表面的微观形貌特征,发现在低角度冲蚀时,受粒子拉应力影响,涂层表面发生了撕裂及脱粘现象,冲蚀率较高.在高角度冲蚀时,受粒子压应力影响,涂层表面出现隆起及空穴等塑性变形,冲蚀表面Ds增加,且在材料屈服应力范围内未造成损伤界面的脱落,故冲蚀率较低,显示出典型塑性材料冲蚀损伤的特征.结论 聚氨酯、丙烯酸及环氧树脂防护涂层体系,均能提高混凝土的抗冲蚀性能.结合防护涂层的接触角及硬度测试结果,发现丙烯酸防护涂层作为风沙环境中混凝土结构防护涂层时,效果较好,适用于该环境下的混凝土防护.不同防护涂层在受到冲蚀时,不存在明显的塑性变形和脆性破坏阶段,而是随冲蚀分量变化,涂层由塑性变形向脆性破坏过渡,且该现象存在于整个冲蚀过程中.     

有机硅和环氧树脂复合改性聚氨酯涂料的研制

通过单因素实验和正交实验,以涂膜的拉伸强度为依据,确定了用有机硅和环氧树脂复合改性聚氨酯涂料时,制备聚氨酯预聚体的单体甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚醚二元醇(DL2000)的恰当配比,有机硅、环氧树脂和增塑剂的恰当添加量.以及恰当的反应时间和反应温度.对复合改性涂膜进行了红外光谱分析和热重分析,对比检测了未改性涂料,有机硅改性涂料、有机硅和环氧树脂复合改性涂料的各方面性能.结果表明,有机硅和环氧树脂复合改性的聚氨酯涂料各方面性能良好,涂膜具有较高的力学强度、良好的附着力、较低的吸水率、较好的热稳定性和耐酸碱性能.     

风电叶片水性复合涂层疏水、抗冲蚀与抗结冰性能探究

目的 以水性FEVE氟碳树脂为主要成膜物质,TiO2、SiO2与AlN微纳复合颗粒作为颜填料,制备一种适用于风电叶片上的具有疏水、抗冲蚀与抗结冰性能的环保型水性氟碳涂层.方法 利用透射电子显微镜(TEM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)及接触角测量仪等,讨论加入不同成分颜填料改性后对涂层疏水性能的影响,并分析加入硬质陶瓷AlN颗粒后,涂层抗冲蚀性能及抗结冰性能的变化.结果 经氟硅烷改性后,纳米TiO2的分散性能、疏水性能及成膜性能都有所提高.涂层在经过微纳颗粒复合改性后,其外观平整,并具有良好的疏水性能,接触角提升至140°左右.在模拟风沙环境的气-固冲蚀过程中可以发现,AlN质量分数为4％时,涂层具有最佳的抗冲蚀性能,在冲蚀过程中,涂层无明显剥落,且疏水性能稳定,接触角提升并稳定在150°以上,出现了一种冲蚀激发的疏水性提高现象,表现出优异的抗冲蚀性能和机械耐久性.此外,改性复合涂层在模拟结冰过程中,其结冰时间在–10℃达到1601.4 s,冰层附着力仅有76 kPa,并且在更低温的条件下也表现出良好的抗结冰性能.结论 所制水性复合涂层具有良好的疏水性、抗冲蚀性及抗结冰性,符合风电叶片在风沙及冰冻等环境下的使用要求,为新型风电叶片防护涂料的发展提供了一定的可行性研究.     

混凝土桥梁耐酸雨防腐蚀涂料

介绍了国内外在耐酸雨防腐蚀涂料领域的研究概况和酸雨对混凝土侵蚀的形成,研制了一种专用于混凝土桥梁耐酸雨的防腐蚀涂料,分析了树脂组成对其性能的影响,得出底漆中环氧树脂与呋喃树脂的比例以70/30为宜,面漆中有机硅树脂掺入量以10%～20%为宜.     

压铸镁合金有机涂层的技术经济评价

对比测试了丙烯酸、环氧树脂、有机硅、陶瓷有机硅和氟碳树脂等5种有机涂层在镁合金压铸件上的附着力、铅笔硬度、光泽度以及耐盐雾性能,并对各涂层工艺进行了经济成本核算和技术经济评价。结果表明,不同的有机涂层具有不同的技术经济特性。环氧树脂涂层在腐蚀防护上具有显著的技术经济优势;陶瓷有机硅涂层和氟碳树脂涂层在硬度、光泽度方面性能突出,但耐蚀性一般且成本高,技术经济特性一般;有机硅涂层各项性能适中,且成本低廉,经济性能较好;丙烯酸树脂涂层成本低廉,但耐蚀性能差,制约了涂层的应用,缺乏技术经济优势。     

海上风电塔架腐蚀与防护现状

海上风电作为一种绿色能源技术,已成为世界上可再生能源发展的热点。海上风电运行在高度腐蚀的海洋环境中,防腐蚀成为一项非常重要的工作,而塔筒是防护的重点。本文分析了海上风电塔架的腐蚀原因和防腐蚀设计,综述了海上风电塔架防腐蚀用富锌涂料和聚氨酯涂料的研究进展,提出通过纳米材料和缓蚀剂改性优化提高防腐蚀涂料综合性能的建议,为海上风电塔架提供更好的腐蚀防护。     

船用低温固化丙烯酸聚氨酯防腐蚀涂料

目的研制具有低温固化性能的长效耐候船用丙烯酸聚氨酯面漆。方法采用聚天门冬氨酸树脂对羟基丙烯酸树脂进行改性,配合使用受阻胺光稳定剂与紫外光吸收剂作为体系光稳定剂,选用改性高分子不饱和羧酸盐类分散剂、氟改性聚丙烯酸酯类流平剂、聚酰胺蜡类触变防沉剂,配合使用湿法绢云母、钛白粉、重晶石粉作为体系颜填料。结果通过控制天门冬氨酸树脂NH1420的不同添加量与优化助剂体系、颜填料体系,涂料体系在-5℃环境下表干55 min,实干时间14 h,24 h可复涂,放置10 d后,漆膜硬度可达2H,涂层具有良好的长效耐候性能。结论聚天门冬氨酸树脂有效改善了丙烯酸聚氨酯面漆的低温固化性能,配合使用受阻胺光稳定剂与紫外光吸收剂,提高了涂层的耐候性。研制的船用低温固化丙烯酸聚氨酯防腐蚀涂料具有良好的低温固化性能、机械性能、耐腐蚀性能与耐候性。     

CoCrWSi涂层高温冲击磨粒磨损行为*

CoCrWSi涂层由于其优异的耐高温氧化性能,有望成为汽轮机零部件的防护涂层之一。但是关于该涂层在汽轮机真实服役环境中的高温冲击磨粒磨损行为却鲜有报道。以汽轮机阀门部件材料SA-182F92为基体,制备CoCrWSi防护涂层。利用自研的高温沙粒冲击试验机,研究CoCrWSi涂层在沙蚀环境中的高温冲击磨损行为,通过冲击动力学响应和磨痕形貌来评价该涂层的耐冲击磨粒磨损性能。结果表明：CoCrWSi涂层具有耐高温冲击磨粒磨损性能,具体表现为相同冲击次数下,CoCrWSi涂层样品的磨损面积、磨损体积和最大磨痕深度比基体样品小数倍,CoCrWSi涂层样品的能量吸收量和吸收率均小于基体样品。在高温沙粒环境下,冲击的过程中会有大量的沙粒嵌入磨痕表面,沙粒具有的不规则棱角会切削磨痕表面,进而磨痕表面可以观察到大量犁沟。在高温沙粒环境下,基体与涂层的磨损机理为塑性变形和磨粒磨损。不同的是,软化的基体在冲击区域边缘有明显的隆起,发生更严重的塑性变形;而涂层在冲击过程中虽没有完全剥落,但涂层内部萌生了微裂纹,磨痕表面也有部分涂层剥落。研究结果是在模拟汽轮机真实服役状况下得出的,试验参数如加热温度、沙粒（杂质...     

有机硅改性丙烯酸树脂涂料的制备及性能

采用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸为单体,乙烯基三乙氧基硅烷为中间体,偶氮二异丁腈为引发剂,在氮气的保护下共聚合成有机硅改性丙烯酸树脂,并对树脂涂层的性能进行了检测。结果表明,涂层基本性能优良,具有一定的防污效果。     

新型喷涂用双组分聚脲 / 丙烯酸聚氨酯复合涂料

采用羟基丙烯酸树脂与聚天门冬氨酸酯制备喷涂用双组分聚脲/丙烯酸聚氨酯涂料,考察了涂料的基本性能,研究了两种树脂的配比、流平剂用量等对涂料性能的影响。结果表明,当羟基丙烯酸树脂与聚天门冬氨酸酯的质量比为35∶45,流平剂用量为0.3%时,涂料具有优良的综合性能和耐老化性能。     

风力发电机叶片覆冰机理及防除冰技术研究进展

在“双碳”政策下,绿色能源在能源体系中的占比越来越大。风力发电以其原料来源广、污染少、发电量大等优点成为国家重点发展的方向之一。随着风力发电的快速发展,风力发电机覆冰问题愈发凸显。为了解决这一问题,研究人员基于生物仿生学开发了具有优异防除冰性能的超疏水涂层,并广泛应用。目前,防止风机结冰最常用和最直接的方法是主动加热技术。综述了风力发电机覆冰的基本理论,介绍了覆冰产生的原因及危害,将覆冰抽象为过冷水滴在下降过程中撞击风力发电机叶片并黏附在叶片上,与叶片表面发生复杂热交换后凝结成冰的模型。概述了目前国内外常用的风力发电机防除冰方法,分析了不同被动和主动防除冰技术的优缺点。通过研究工程应用案例发现,单一的被动或主动防除冰技术存在防除冰能力有限、能耗高、效率低等问题,将不同的防除冰技术组合使用、互相补充,更能满足多样化实践需求,成为目前研究的热点和重点。在优化当前防除冰技术的基础上,采用组合防除冰技术具有良好的发展前景。     

风力机叶片涂层冲蚀磨损实验装置的设计

风力发电机叶片在风沙环境中运行时会受到挟沙风的冲蚀,导致叶片表面涂层损毁并且降低叶片使用寿命,同时也增加叶片的维护成本。为了探究风力机叶片受挟沙风冲蚀磨损情况,研制一种涂层冲蚀磨损实验装置,该实验装置以压缩空气为动力,通过压缩空气气管接通气源。压缩空气在冲蚀管中建立工作压力,在冲蚀管内完成沙料和压缩空气充分混合,形成高速运动的挟沙风;再利用PLC控制步进电动机转速,通过螺旋推进器进行输沙率控制,由冲蚀管喷嘴喷出,喷射到风力机叶片模型表面对其进行冲蚀磨损实验。该冲蚀装置可实现多种冲击风速、携沙量、冲击角度的多工况磨损实验,能够提供较为精确的实验数据。     

复杂空心涡轮工作叶片表面细晶工艺研究

针对由K465合金制造的复杂、空心涡轮工作叶片表面细晶的不同要求,研究了制备叶片陶瓷型壳时,采用在精铸型壳内表面均匀涂挂一层350号铝酸钴作为表面细晶孕育剂,其加入量分别为0、35%、45%～65%及100%时对叶片表面低倍晶粒度的影响;同时研究了细晶孕育剂加入量一定时,浇注叶片时冷却环境对叶片表面低倍晶粒度的影响.研究结果表明,未经孕育处理的试片表面晶粒粗大,而经铝酸钴细晶孕育剂处理后试片表面晶粒细小.当铝酸钴加入量为45%～65%时,叶片采用热型浇注,型壳细砂做填砂,能够使复杂、空心涡轮工作叶片表面低倍晶粒度的合格率达到90%以上.另外,工艺可行性验证结果也表明,中、外叶片显微组织、力学性能相当.     

汽轮机末级叶片纳米涂层抗水蚀性能研究

采用高压脉冲水射流试验装置对不锈钢、司太立合金及CNx／TiN纳米复合涂层的性能进行测试，并采用扫描电镜对材料的失效破坏形貌及机理进行了分析。结果表明，纳米涂层具有优异的抗水蚀性能，可以作为汽轮机末级叶片抗水蚀用涂层。     

乙烯基酯树脂粘结固体润滑涂层的制备及摩擦学性能

以双酚A型环氧树脂E-51和丙烯酸(AA)为原料合成了乙烯基酯树脂(VER),用红外光谱(FTIR)表征了不同反应时间反应体系中基团的变化情况.用过氧化苯甲酰(BPO)为催化剂,N,N-二甲基苯胺(DMA)为促进剂实现了该树脂的室温固化,并制备了以该乙烯基酯树脂为粘结剂,聚四氟乙烯(PTFE)为固体润滑剂的粘结固体润滑涂层.在CSM栓-盘摩擦试验机上考察了不同聚四氟乙烯添加量对涂层摩擦学性能的影响,分别采用扫描电子显微镜(SEM)和光学电子显微镜分析了润滑涂层和对偶钢球的磨损表面形貌.结果表明:以乙烯基酯树脂为粘结剂的聚四氟乙烯固体润滑涂层具有优异的减摩抗磨性能.     

Ground-based investigation of atomic oxygen effects on naked Ag and Ag with protective organic coatings

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｔｏｍｉｃｏｘｙｇｅｎ(ＡＯ)ｉｓｐｒｏｄｕｃｅｄｄｕｅｔｏｐｈｏｔｏｄｉｓｓｏ ｃｉａｔｉｏｎｏｆｄｉａｔｏｍｉｃｏｘｙｇｅｎｍｏｌｅｃｕｌｅｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｅａｔ ｍｏｓｐｈｅｒｅｂｙａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｓｏｌ