纳米SiO2/桐油基环氧树脂复合材料的制备及性能

通过制备环氧化桐油酸甲酯,并将其与E51环氧树脂共混,得到桐油基环氧树脂。再用硅烷偶联剂KH-570改性纳米SiO₂,并以不同的质量比添加到桐油基环氧树脂中,探究不同纳米SiO₂含量在力学性能、接触角以及耐磨损性能上对桐油基环氧树脂复合材料的影响。结果表明：质量比为6%的纳米SiO₂的桐油基环氧树脂复合材料的拉伸和冲击强度都得到了提高,冲击强度较未加入纳米SiO₂提高了53.3%,水接触角也从93.3°提高到104.76°,并且添加纳米SiO₂之后复合材料的耐磨损性能也随之增强。     

改性GO/SiO2环氧涂层在模拟地热水中的防腐性能研究

为提升复合涂层的防腐性能，采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)改性氧化石墨烯(GO)及纳米二氧化硅(nano-SiO₂)，利用红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射谱(XRD)和扫描电镜(SEM)表征改性前后的结构变化，制备得到改性GO/SiO₂复合涂层。分析不同填料配比下涂层的硬度、接触角及在酸碱条件下的起泡、脱落现象。通过旋转挂片、扫描电镜(SEM)、极化曲线(Tafel)等手段分析涂层在模拟地热水环境中的腐蚀行为，测试其耐腐蚀性能。结果表明：在最优配比时，复合涂层的硬度、附着力、耐酸碱等各项性能优异，制备得到的复合涂层在模拟地热水环境中的防腐性能显著提升。     

SiO2纳米粒子对 UV固化涂层硬度及耐磨性的影响

为了探究 SiO₂纳米粒子对 UV固化涂层硬度及耐磨性的影响，通过 St.ber法制备了粒径为 40 nm的 SiO₂纳米粒子，并使用硅烷偶联剂 KH570对其表面进行改性，以提高其在 UV固化树脂中的分散性。系统研究了 SiO₂纳米粒子的添加状态及硅烷偶联剂添加量对其在 UV固化涂层中分散性的影响。结果表明：使用 SiO₂纳米粒子与 UV固化活性稀释剂组成的分散液能够在 UV固化树脂中得到良好的分散，并且随着硅烷偶联剂添加量的增加，其在 UV固化树脂中的分散性逐渐提高。此外添加 SiO₂纳米粒子后涂层的双键转化率仍然维持在 70%，光固化速率基本没有变化。随着 SiO₂纳米粒子的添加量达到 10%，不同配方的光固化涂层的铅笔硬度都有 1~2个等级的提升，且耐磨性有所提高。     

纳米二氧化硅-石墨烯-六方氮化硼复合有机硅涂层的制备及其高温条件下的摩擦学性能

利用三乙烯四胺(TETA)改性氧化石墨烯(GO)以提高其分散性,并通过红外光谱仪、拉曼光谱仪和X射线衍射仪分析了改性后得到的RGO-TETA的结构。结果表明TETA成功接入了GO。将RGO-TETA、纳米SiO₂和六方氮化硼(h-BN)球磨混合成复合粉体,并加到环氧改性有机硅树脂(ESR)中制得复合涂料,再涂覆在316L不锈钢表面制成SiO₂–RGO–h-BN/ESR复合涂层。利用高速往复式摩擦磨损试验机研究了不同纳米SiO₂填充量的复合涂层在200°C温度条件以及含4%纳米SiO₂的复合涂层在室温至250°C范围内的摩擦学性能,探讨了复合涂层的磨损机制。由于形成了转移膜,纳米SiO₂填充量为4%的SiO₂–RGO–h-BN/ESR复合涂层在200°C下具有最佳的耐磨性,磨损率相较于150°C时降低了76.7%。     

SiO2/Zn2SnO4/环氧丙烯酸酯涂层的阻燃性能

为了探究复合纳米颗粒对环氧丙烯酸酯（EA）涂层阻燃性能的影响，以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和正硅酸乙酯（TEOS）为原料合成了介孔二氧化硅纳米颗粒，以ZnCl₂和SnCl₄·5H₂O为原料合成了锡酸锌（Zn₂SnO₄）纳米颗粒，将它们复合制成了介孔二氧化硅/锡酸锌复合纳米颗粒（SiO₂/Zn₂SnO₄），并用X射线粉末衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）对其表征。将所制的纳米颗粒（介孔SiO₂、Zn₂SnO₄、SiO₂/Zn₂SnO₄）与丙烯酸、丙烯酰胺、EA复合，经UV光固化制备出3种涂层（SiO₂/EA、Zn₂SnO₄/EA、SiO₂/Zn₂SnO₄/EA），通过紫外-可见光谱仪、差示扫描量热仪（DSC）及氧指数测定仪等对涂层的透光率、热稳定性、阻燃性能进行测试。结果表明：SiO₂/Zn₂SnO₄/EA涂层的综合性能较佳，当SiO₂/Zn₂SnO₄质量分数为4.85%时，该涂层的热稳定性及阻燃性能最佳，其极限氧指数、燃烧级别、残炭率（500℃下马弗炉煅烧）和硬度分别为31、V-0、17.32 % 及6H。     

改性纳米SiO2增强聚丙烯酰胺基凝胶的性能研究

为提升聚丙烯酰胺基水凝胶的综合性能,增加其可用性,用KH-570改性纳米SiO₂,制得毫米级的改性纳米SiO₂复合聚丙烯酰胺基凝胶颗粒。并与丙烯酰胺和丙烯酸发生共聚反应,形成共聚物,探究改性纳米SiO₂添加量对复合凝胶的吸水倍率、强度、溶解时间以及残留率的影响。结果表明,改性纳米SiO₂添加量在15%～17%时,复合凝胶颗粒的吸水倍率和强度在各温度段有较大提升;凝胶完全溶解后,残留物为纳米SiO₂,对环境无害,有望应用在石油开采领域,减少对环境的破坏。     

超疏水SiO2@OTES自清洁涂层的制备及性能

以纳米二氧化硅颗粒、正辛基三乙氧基硅烷(OTES)和硅烷偶联剂KH560为前驱体,采用溶胶凝胶法制备了超疏水SiO₂@OTES自清洁涂层。在酸性催化剂及有机溶剂中,OTES、KH560将纳米颗粒表面由亲水改性为疏水。探究了纳米SiO₂、OTES、KH560三种原材料含量对超疏水涂层润湿性能的影响。结果表明,当掺杂3.5 g纳米SiO₂,8%的OTES与2%的KH560时,涂层达到最佳疏水效果,其接触角为(154±1)°,滚动角为(3.3±0.5)°。采用SEM、FTIR红外光谱仪、X射线光电子能谱(XPS)对超疏水SiO₂@OTES材料的表面形貌与化学成分进行了表征。实验表明制备出的超疏水SiO₂@OTES自清洁涂层具有良好的自清洁防污、耐低温与耐磨性能,且将涂层回收重新制得的表面仍具有超疏水性。     

水性环氧树脂/纳米SiO2复合疏水涂层的制备及性能研究

用氨基硅油（ APDMS）改性水性环氧树脂（ EP）得到疏水性的环氧树脂乳液（ APDMS-EP）;用 1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷（ FAS）与纳米 SiO₂反应得到氟改性纳米 SiO₂（F-SiO₂）。采用不同比例的 F-SiO₂与 APDMS-EP进行复配,室温固化制备疏水涂层,并对 F-SiO₂的结构进行了表征,研究了 F-SiO₂用量对涂层的接触角、铅笔硬度、附着力、热稳定性及耐腐蚀性能的影响。结果表明： APDMS的引入使水性环氧树脂涂层的水接触角从 47.3°提高到 97.7°;加入 F-SiO₂后涂层疏水性进一步提高,当加入 15%的 F-SiO₂时,涂层对水和丙三醇的接触角分别为 120.3°和 104.5°,F-SiO₂的加入也增强了涂层的防腐性能。     

纳米SiO2的改性及其对水性聚氨酯树脂复合涂层的性能影响分析

以乙醇水溶液为载体,借助硅烷偶联剂KH560,对纳米SiO₂进行了改性处理。对处理后材料的粒径进行了测量,分析了纳米SiO₂含量、乙醇水溶液配比和改性剂含量对分散性的影响。将改性后的纳米SiO₂分散液与无机组分、水性聚氨酯树脂进行复配,得到无铬钝化液。然后在热镀锌板上制备成相应的钝化膜,借助交流阻抗、中性盐雾试验以及电化学Tafel极化曲线,就纳米SiO₂改性对水性聚氨酯树脂复合涂层性能的影响进行分析。结果表明,对比未改性材料,改性材料的耐腐蚀性得到了显著提升。     

纳米SiO2/MF复合微球的制备与性能研究

采用沉淀聚合法由纳米SiO₂、三聚氰胺、甲醛共聚制备了纳米SiO₂/三聚氰胺甲醛(MF)复合微球,通过光学显微镜和扫描电子显微镜观测以及热重分析和上清液中SiO₂的含量测定研究了反应时间、反应温度、催化剂以及纳米SiO₂粒径对复合微球外观及性能的影响。结果表明,最佳反应条件为：反应时间4 h,反应温度80℃,采用硝酸为催化剂。随着纳米SiO₂粒径的增大,纳米SiO₂/MF复合微球的粒径逐渐变小。纳米SiO₂可显著增强MF微球的热稳定性,扩大其在木材复合材料和其他行业的应用范围。     

硅烷偶联剂改性超细SiO2的制备与表征

分别采用γ-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-巯丙基三乙氧基硅烷对超细SiO₂进行表面改性，研究了硅烷偶联剂种类和用量对超细SiO₂亲油化度、吸水率、静态水接触角和表面羟基数的影响，采用红外光谱仪和扫描电镜分析了改性前后超细SiO₂的化学结构和分散性，并探讨了改性机理。结果表明，采用硅烷偶联剂对超细SiO₂进行表面改性后，超细SiO₂的亲油化度和静态水接触角升高，吸水率降低，表面羟基数减少；硅烷偶联剂选择γ-巯丙基甲基二甲氧基硅烷较佳，较佳用量为计算所得理论质量的1.5倍，此时得到的改性超细SiO₂性能较佳，亲油化度为62%,吸水率为29%,静态水接触角为143.9°,表面羟基数为0.48个/nm²,有望提高超细SiO₂在有机体系中的分散性及其与基体的相容性；红外光谱分析表明，改性后硅烷偶联剂包覆超细SiO₂并与其表面羟基发生了化学键合作用；扫描电镜分析表明未改性的超细Si...     

液体石蜡/聚砜树脂/纳米SiO2复合相变材料的制备及性能表征

采用溶剂挥发法合成一种新型的以液体石蜡为芯材、纳米SiO₂为嵌体的聚砜树脂外壳相变微胶囊颗粒，并通过扫描电子显微镜、红外光谱、差示扫描量热仪、热失重分析对复合相变材料进行了结构及性能测试。结果表明，当添加纳米SiO₂的量为5 %时，微胶囊颗粒的粒度为最小的164.8 μm，并存在最优的相变焓和封装效率，熔化焓为88.03 J/g，结晶焓为86.48 J/g，封装效率57.37 %；纳米SiO₂改性后的相变微胶囊化学结构未受影响；经纳米SiO₂改性，微胶囊粒径增大，其表面结构产生小空隙现象，同时相变微胶囊的相变性能及热稳定性有明显改善。     

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。     

SiO2/C60/环氧树脂阻燃涂层的制备及性能表征

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、正硅酸乙酯(TEOS)、NaOH溶液、无水乙醇为原料，制得纳米SiO₂。将环氧树脂(EP)分别与SiO₂、富勒烯(C₆₀)通过超声法分散制备出3种涂层(SiO₂/EP、C₆₀/EP、SiO₂/C₆₀/EP)，并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所制纳米SiO₂及涂层进行表征，通过差式扫描量热仪(DSC)、氧指数测定仪等对涂层热稳定性及阻燃性能进行测试。结果表明：SiO₂/C₆₀/EP涂层的综合性能最佳，当SiO₂、C₆₀、EP、聚酰胺固化剂651的质量比为25∶6∶300∶150时，涂层的综合性能最佳，其残炭率、氧指数、垂直燃烧等级、硬度分别为21.5%、32.5%、V-0级、6H。     

光固化纳米杂化氟硅树脂的制备与性能研究

以聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、甲基丙烯酸六氟丁酯(G02)、十七氟癸基三甲氧基硅烷(F₁₇-TMS)、光引发剂11732-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)、长链烷基改性纳米SiO₂(C₈H₁₇-SiO₂)为原料,在紫外光的照射下制备了一种纳米杂化防水涂层。通过红外光谱(FT-IR)、场发射扫面电镜(SEM),接触角测量仪和热重分析仪(TGA)等对产物结构、性能进行了测试。结果表明:改性纳米SiO₂可以在光固化涂层中较均匀分散,加入改性纳米SiO₂可以明显改善涂层的疏水性、硬度、耐冲击性、耐水性,但对涂层热稳定性影响不大。     

EV树脂基防水涂层的表面超疏水设计研究

本文选用常见的乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液（EVA）作为防水涂层的基料,对其表面进行疏水性设计,考察防水涂层的影响因素。将制备的 SiO₂颗粒进行有机改性,在 EVA表面负载改性的 SiO₂颗粒形成粗糙结构,接枝三甲氧基硅烷控制材料的润湿性能,达到对涂层表面的亲疏水性进行调控的目的。结果表明：制备的 SiO₂粒径 D97为 7 μm,红外光谱分析表明 SiO₂有机改性比较成功,SEM测试表明 SiO₂负载在 EVA表面,通过结构和化学亲疏水性设计的 EVA膜的接触角达到了 172. 9°。防水涂层在水中浸泡 72 h后,其水接触角仍维持在 170°左右,具有很好的疏水稳定性,表现出较好的应用潜力。     

机械和超声波分散对纳米Al2O3颗粒在聚酯树脂中的分散及涂层性能的影响

将纳米Al₂O₃颗粒分别通过机械和超声波分散工艺分散到聚酯树脂中，研究了机械分散转速和分散方式对纳米Al₂O₃/聚酯树脂复合涂层性能及纳米Al₂O₃在聚酯树脂中的分散性的影响；通过研究复合涂层的耐盐雾性、硬度、耐磨性等，确定了最佳分散工艺。结果表明：纳米Al₂O₃颗粒可在1 500 r/min的机械分散下形成均匀分散体系，再用超声波分散可进一步提升分散效果和涂料的稳定性，有效减少纳米Al₂O₃在水性聚酯树脂中的团聚，在提高所得复合涂层硬度、耐磨性的同时，增强其耐腐蚀性。     

环氧涂料与碳纤维复合材料涂覆性能研究

以环氧树脂和聚酰胺为基料,通过添加KH 560改性的纳米SiO₂、SiC微粉、滑石粉和颜料等物质制备了一种适合用于碳纤维复合材料板材涂装的环氧涂料,探讨了聚酰胺与环氧树脂的质量比及改性纳米SiO₂、SiC、滑石粉的添加量对漆膜性能的影响。结果表明:涂料的最佳配方以甲、乙组分总质量计为:聚酰胺与环氧树脂质量比为1∶3,改性纳米SiO₂、SiC微粉、滑石粉填入量分别为1%、6%、8%,按此配方得到的环氧涂料涂覆在活化液处理后的碳纤维板材上,漆膜具有很好的耐酸碱性、耐水性和耐盐雾性,且柔韧性较好,高温处理后漆膜不发生起皱、脱皮等现象,达到了中车涂装的技术标准;环氧涂料和碳纤维板材存在物理和化学等相互作用,且环氧分子聚合过程中产生的内应力较小,因此附着性能优良,适合工业化作业。     

HTPB液体橡胶/纳米SiO2协同增韧环氧树脂的研究

为了解决单一材料改性环氧树脂(EP)综合性能不足的问题，采用端羟基聚丁二烯(HTPB)和纳米二氧化硅(SiO₂)对EP进行协同改性。结果表明：HTPB的端羟基和纳米SiO₂表面的硅羟基可以与树脂基体的环氧基团反应，形成良好的界面结合。HTPB可以显著提升EP的韧性，但增强作用有限，且耐热性较差。纳米SiO₂能够起增强、增韧作用，同时也具有很好的热稳定性，但增韧效果不如HTPB。采用两者共同改性EP，具有很好的协同增强增韧效果。当HTPB添加量为3份、纳米SiO₂添加量为1份时，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度相比于未改性EP，分别提升52.3%、54.0%和106.5%。添加HTPB和纳米SiO₂后，复合材料相比纯EP具有更低的介电常数。     

改性SiO2皮克林粒子及其乳液稳定性的研究

SiO₂皮克林粒子在微胶囊中被广泛使用，但多采用单一改性SiO₂粒子稳定O/W型乳液。本文采用两种硅烷偶联剂，γ-缩水甘油醚氧丙酯三甲氧基硅烷(KH560)和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH570)修饰亲水SiO₂粒子表面，得到复合改性的SiO₂皮克林粒子(KH560-KH570-SiO₂)。研究表明，相较于单一改性的KH560-SiO₂,KH570-SiO₂和复合改性的KH560-KH570-SiO₂都具有很好的乳化稳定性，但复合改性的SiO₂皮克林粒子具有的环氧基团能够赋予微胶囊功能化。