氧化预处理提高钢硅烷处理效果的机理分析

对钢表面进行了氧化预处理,采用扫描电镜、能谱和红外光谱研究了钢/氧化层/硅烷层/环氧涂层体系的界面结合特征,通过与未经氧化预处理的体系进行比较,研究氧化层对硅烷聚合方式、界面构象以及成键方式的影响.结果表明:钢表面氧化后,拉伸剪切破坏主要发生在硅烷/涂层界面,而未经氧化预处理的试样,弱相界面位于钢/硅烷界面.氧化层可以抑制硅烷自身的缩聚,促进硅烷在钢表面的定向吸附,显著提高钢/涂层界面结合强度.     

改性聚酯涂层的制备及在食品包装材料中的应用

目的 制备改性聚酯涂层,解决纯聚酯涂层与基材润湿性较差,导致涂层出现附着力差、缩孔等问题,获得综合性能优异的镀锡板食品包装用新型涂层材料。方法 以二元酸、二元醇为原料,通过缩合聚合方法合成聚酯树脂,用双酚F型环氧树脂化学改性聚酯树脂,制备环氧改性聚酯树脂,并用氨基硅烷作为固化剂构筑硅烷化环氧改性聚酯涂层。通过GPC、FTIR、TGA、OM、WCA、附着力等分析、考察硅烷化环氧改性聚酯树脂涂层与常规氨基树脂固化环氧改性聚酯涂层的性能差异。结果 通过性能对比发现,树脂与硅烷固化剂质量比为3∶1时,mEster 1.0和mEster 1.1涂层样品综合性能最佳,涂层在镀锡板基材表面润湿性好,缩孔等缺陷少,耐水煮性好,铅笔硬度为2H,丙酮擦拭50次后表面仍完好,分解温度在250℃以上。结论 硅烷化环氧改性聚酯树脂涂层中低表面自由能的Si-O-Si键对其性能提升有关键作用,该涂层可应用于镀锡板等金属基材食品包装保护材料。     

热镀锌钢板表面硅烷预处理对粉末涂层附着力及耐蚀性的影响

为了取代对环境有污染的磷化和铬酸盐钝化工艺,用硅烷对热镀锌钢板预处理后,再涂敷环氧树脂粉末层(Zn/Si/Ep).通过划格法研究了涂层与基体的结合力,以盐雾腐蚀试验、极化曲线、交流阻抗技术研究了涂层的耐腐蚀性能.结果表明:Zn/Si/Ep具有良好的附着力,且高于磷化环氧树脂粉末层(Zn/P/Ep),耐盐雾腐蚀达到500...     

镁合金表面硅烷化预处理对水性聚氨酯涂层附着力和早期防护性能的影响

为了揭示在镁合金表面涂装水性聚氨酯清漆之前进行硅烷化预处理对整个涂层体系附着力和早期防护性能的影响,在AZ91D镁合金表面首先制备硅烷转化膜进行硅烷化预处理,然后在未经硅烷化预处理和经过硅烷化预处理的镁合金表面涂装水性聚氨酯清漆,待清漆完全固化成涂层后,对“聚氨酯/镁合金（PU/MA）”体系（未经硅烷化预处理）和“聚氨酯/硅烷膜/镁合金（PU/SC/MA）”体系（经过硅烷化预处理）进行拉开法附着力测试和电化学阻抗谱测试,评价硅烷化预处理对水性聚氨酯涂层附着力和早期防护性能的影响,并对相关机制进行了分析和探讨。结果表明：硅烷化预处理使水性聚氨酯涂层在镁合金表面的平均附着力由12.74 MPa提高到18.52 MPa;在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,虽然PU/MA体系和PU/SC/MA体系的涂层电阻（R_c）和低频阻抗值(|Z|_0.01)均随着浸泡时间的延长而逐渐减小,但是PU/SC/MA体系的R_c和|Z|_0.01始终大于PU/MA体系的R_c和|Z|_0.01     

硅烷在无铬锌铝涂料中的应用现状及展望

硅烷偶联剂含有机和无机结构,既可以作腐蚀抑制剂,也可以作良好的粘结剂,同时还具有无污染、无毒、成本低、适用范围广的特点,在无铬锌铝涂层的应用上有很大的发展空间。总结了国内外硅烷在无铬锌铝涂层中的应用情况,指出复配硅烷和含环氧基团的硅烷类技术具有很好的发展潜力。     

硅烷试剂防腐蚀工艺研究

探讨了用硅烷试剂（SA）作为金属表面防腐蚀涂层的技术。研究了金属表面前处理、SA处理液配方、老化处理方式等对金属表面SA防腐蚀涂层性能的影响,优化了处理工艺。在优化条件下,选用合适的SA对碳钢等材料进行处理,其耐蚀性及漆膜附着力等同或优于磷化处理。     

低表面处理改性环氧铝粉涂层的性能

为了获得结合力强、耐蚀性好的低表面处理涂层,在表面处理等级为St2的16MnR钢表面制备同等厚度的低表面处理改性环氧铝粉涂层、环氧富锌涂层和醇酸涂层.采用附着力测试仪测试3种涂层的结合强度,采用盐雾腐蚀及电化学阻抗谱测试3种涂层的耐蚀性.结果表明:当表面处理等级为St2时,低表面处理改性环氧铝粉涂层与16MnR钢基体的结合强度约为环氧富锌涂层的1.5倍,是醇酸涂层的2.0倍;低表面处理改性环氧铝粉涂层比其他2种涂层具有更好的耐蚀性,主要表现在该涂层具有良好的抗渗透性,对腐蚀介质的屏蔽作用更强.     

氨基硅烷偶联剂对环氧涂层附着力的影响

研究了氨基硅烷偶联剂对提高环氧涂层与钢铁基底材料的附着力的作用.主要对其水解特性和对涂层附着力的影响进行了测试,并利用反射红外(RAIR)对氨基硅烷偶联剂的作用机理进行了分析.结果表明,氨基硅烷偶联剂在极少量水分的条件下就能够水解形成硅羟基,添加氨基硅烷偶联剂的涂层与底材之间有化学键作用,能够显著提高涂层与底材的附着力,与纯环氧涂层相比,可以提高5～6 MPa.     

硅烷改性纳米TiO2-Zn-Al/水性环氧涂层的防腐性能

为实现纳米TiO₂颗粒的均匀分散,首先对纳米TiO₂进行硅烷改性,再通过溶液共混法制备出不同纳米TiO₂添加量的硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧复合涂层。研究了纳米TiO₂与Zn-Al片层粉在涂层中的综合作用。利用XRD和FTIR分析涂层的物相组成和组织结构,SEM和EDS表征涂层表面的微观形貌和元素组成,采用极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）研究涂层的耐腐蚀性能。EDS和FTIR表明,经改性的纳米TiO₂均匀分散于涂层中,纳米TiO₂与环氧树脂的枝联作用使涂层更加致密。EIS结果显示,由于Zn-Al片层粉与纳米TiO₂的枝联和填充作用,使添加纳米TiO₂的硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧涂层腐蚀行为较未添加纳米TiO₂时有所减缓。当纳米TiO₂添加量增加到4wt%时,硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧涂层的腐蚀电流密度为9.86×10^-6 A/cm²,比未添加纳米TiO₂的涂层高一个量级。     

湿热加速条件下彩涂板不同涂层附着力下降的原因

彩色涂层钢板应用日趋广泛,但有机涂层与金属基体的附着机制尚不十分清楚。在湿热加速条件下,分别考察了彩涂板上环氧涂层、聚氨酯涂层和聚酯涂层的附着力,采用扫描电镜和红外光谱研究了湿热加速试验过程中有机涂层的表面结构和化学组成。结果显示,21d湿热加速条件下涂层的附着力不同,聚氨酯和聚酯涂层的附着力明显好于环氧涂层;3种涂层...     

镀锌钢板表面苯并三氮唑改性硅烷涂层的耐蚀性能

为了提高热镀锌钢板的耐蚀性,研究了苯并三氮唑(BTA)改性双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物硅烷(BTESPT)溶液处理热镀锌钢板试样的耐蚀性能和组成,并与未经BTA改性的硅烷处理试样以及铬酸盐钝化试样进行比较.结果表明:BTA作为阴极型缓蚀剂改性硅烷涂层,改性涂层主要以Si-O-Si和Si-O-Zn为主,BTA主要以分子形式存在于硅烷涂层中,以[BTA-Zn2]配位化合物存在于涂层/镀锌基体界面处,从而明显提高了改性硅烷涂层的耐蚀性能;改性硅烷涂层主要含Zn,Si,O,S,C和N元素,N含量的变化趋势表明BTA改性硅烷涂层具有自愈合能力.     

硅烷处理对有机涂层／金属胶接接头力学性能的影响

研究了硅烷处理的胶接接头的力学性能,分析了硅烷处理对涂层/金属界面力学性能的影响.对碳钢表面进行硅烷处理,用环氧树脂胶黏剂粘接.对疲劳后的胶接接头施加静态载荷,通过分析硅烷处理胶接接头的应力-应变曲线及接头破坏形式,得出疲劳破坏与静载破坏的区别.结果表明:硅烷处理的胶接接头经一定周次疲劳后能提高接头的粘接强度,接头的破坏形式虽然为界面断裂但却为韧性断裂;接头静拉破坏形式为界面破坏和内聚破坏的混和破坏.     

有机硅烷构建超疏水表面的研究进展

有机硅烷中的硅氧烷、氯硅烷、氟硅烷具有活泼的化学反应特性,易形成低表面能的单分子层或者聚硅氧烷涂层,是构建超疏水表面的重要材料.近年来,人们利用这些有机硅烷构建超疏水表面开展了大量的研究,在自清洁、抗粘附、防腐等方面具有重要的意义.根据现有的理论和研究,综述了该领域取得的最新研究进展,并探讨了目前所存在的问题.     

聚醚胺固化环氧有机硅杂化涂层的制备及防腐蚀性能研究

使用3种不同结构的聚醚胺(Jeffamine D230,D400,T403)分别固化环氧有机硅杂化树脂制备出有机-无机杂化涂层,并与3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)固化的杂化涂层在机械性能、附着力和防腐蚀性能上进行了比较。研究结果表明,与APTES相比,聚醚胺可以提高杂化涂层的耐冲击高度1倍以上;聚醚胺D230和T403没有降低杂化涂层的硬度,而D400降低了杂化涂层的硬度;聚醚胺可以明显提高杂化涂层的初始附着力,同时大幅改善了涂层在老化过程中的"湿附着力"。采用盐雾实验和交流阻抗测试研究了杂化涂层的耐腐蚀性能,结果表明聚醚胺固化剂明显改善了APTES固化杂化涂层的易开裂性,并提高了杂化涂层的耐腐蚀性能。     

改性纳米氧化锆与水性聚氨酯复合涂层的防腐蚀性能

为了改进纳米氧化锆(ZrO_2)在涂料中的分散性,以丙酮为介质,用3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APS)对纳米ZrO_2进行了改性,并在镀锡板表面制备了改性纳米ZrO_2/水性聚氨酯(WPU)复合涂层。通过扫描电镜、原子力显微镜、红外光谱、电化学测试、盐雾腐蚀、附着力测试等技术,研究了WPU与不同含量改性纳米ZrO_2复合涂层的防腐蚀性能。结果表明:改性纳米ZrO_2的含量为0.2%(质量分数)时,在WPU中的团聚现象消失,分散性良好,该复合涂层具有优良的耐蚀性和较大的附着力。     

镀锡层表面无机硅/有机硅烷复合钝化膜的制备及性能

为了进一步提高镀锡钢板的耐蚀性,以正硅酸四乙酯(TEOS)和四丙氧基硅烷(TPOS)为无机硅前驱体,分别与乙烯基三乙氧基硅烷(A151)交联,在镀锌钢板表面制得无机硅/有机硅烷复合钝化膜。采用电化学极化曲线及交流阻抗(EIS)谱、中性盐雾试验、抗硫性试验、附着力试验、原子力显微镜(AFM)等研究了2种复合钝化膜的耐蚀性、抗硫变性、附着力及形貌。结果表明:以四丙氧基硅烷为前驱体的无机硅/有机硅烷复合转化膜具有更好的耐腐蚀性能、附着力、表面形貌及抗硫性,2 h中性盐雾腐蚀后其表面未出现任何锈斑。     

涂层类型对混凝土抗盐冻性能的影响

通过开展混凝土盐冻试验,研究了盐冻环境下不同类型涂层的附着力变化,分析了涂层结构、底漆类型和涂层性质对混凝土单位面积剥落量的影响,结合涂层微观形貌和孔结构变化,分析了混凝土抗盐冻性能提升机理。结果表明,盐冻环境下硅烷涂料和溶剂型环氧涂料(底漆)+溶剂型氟碳涂料(面漆)的界面粘结性能较为优异,前者附着力较盐冻前增大了12.1%,而后者附着力则仅降低了21.6%。溶剂型环氧涂料(底漆)+溶剂型氟碳涂料(面漆)对混凝土抗剥蚀性能的改善效果最为显著,相应混凝土单位面积剥落量较未防护时降幅高达81.8%。盐冻环境下不同类型涂层表面均生成了不同数量的微裂缝,其孔结构粗化,溶剂型环氧涂料(底漆)+溶剂型氟碳涂料(面漆)的微观结构劣化最为轻微。本工作为寒冷地区盐冻环境下混凝土防护涂层设计提供了试验和理论依据。     

UV固化的环氧丙烯酸树脂耐磨加硬涂层的制备及性能

本文通过环氧树脂和丙烯酸为原料反应合成了环氧丙烯酸树脂(EA),然后用硅烷偶联剂3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS)对其进行改性,得到可紫外光固化的有机硅耐磨透明涂层,并对涂层的各种性能进行了测试,如硬度测试、附着力测试和耐磨性能测试等.结果表明,相比未涂覆的有机玻璃基材,涂覆后的有机玻璃基材的表面硬度和透光率均有所增加,且随硅烷偶联剂含量的增加而有所提高.对耐磨涂层的热稳定性也进行了研究,结果发现,改性后的环氧丙烯酸树脂的热稳定性要明显好于未改性的.     

镁合金/环氧聚氨酯涂层体系的耐腐蚀性能

环氧聚氨酯(ER/PU)涂层具有良好的电绝缘性、耐腐蚀性以及与金属基体的附着力,能够有效地阻挡或缓解Cl-,NO3-,SO2-4,H2O和O2等对镁合金基材的侵蚀,提高镁合金的耐腐蚀性能.为此,采用附着力、铅笔硬度测试,浸泡、失重法、盐雾及电化学试验等方法研究了聚氨酯(PU)涂层及环氧聚氨酯(ER/PU)涂层对镁合金的腐蚀保护效果及机理.结果表明,2种涂层体系都显著提高了镬合金的耐腐蚀性能,与基材附着良好、且硬度高,但后者效果更好.     

高固体分环氧防腐蚀涂层/铝合金在模拟超深海高压环境下的防护行为研究

为了提高铝合金在深海环境中的防护性能,研制了一种铝合金深海防护用高固体分环氧防腐蚀涂料.采用电化学测试技术、盐雾加速试验和涂层形貌分析等手段研究了高固体分环氧防腐蚀涂层在模拟常压海水环境和超深海高压环境(36.0 MPa)下对铝合金的防护行为.结果 表明:高固体分环氧防腐蚀涂料在铝合金基材上的耐盐雾寿命达1000h以上,涂层在铝合金上的拉拔附着力为11.28～13.52 MPa,经36.0 MPa高压盐水浸泡35 d后的湿附着力为7.52～8.12 MPa.铝合金/涂层体系在超深海高压环境下,漆膜吸水导致涂层电阻降低及电容逐渐增大,浸泡35 d后,涂层低频阻抗模值降低到3.85×106 Ω·cm2;深海高压导致涂层中的颜填料疏松,容易形成腐蚀通道导致涂层破损和基体腐蚀.提高涂层在金属上的湿附着力和致密性,是延长涂层在深海环境下防护寿命的关键因素.