纳米氧化硅浓缩浆改性铝/UV固化红外低发射率涂层的性能

为改善UV固化涂层的性能,通过正交试验研究了纳米氧化硅浓缩浆、铝、紫外光固化时间对UV固化涂层光泽度及红外发射率的影响。结果表明:紫外光固化时间是影响涂层性能的关键因素,紫外光固化时间从30 s提高到360 s时,UV固化涂层的光泽度从11.1%缓慢下降到9.0%,L’值从78.6降低到75.0;当紫外光固化时间为180 s时,UV固化涂层具有最低的红外发射率为0.106;紫外光固化时间为30～360 s时涂层硬度为6 H;紫外光固化时间为30～120 s时涂层粗糙度比较高;紫外光固化时间大于300 s时涂层附着力为0级;当紫外光固化时间分别为300 s和360 s时,涂层的抗冲击性最好,为500 N/cm。当紫外光固化时间为180 s时,铝/UV固化涂层的整体性能最优。     

低红外发射率水性聚氨酯/青铜复合涂层的制备及性能表征

为改善传统低红外发射率聚氨酯(PU)/青铜复合涂层的环保性能,以自制水性聚氨酯(WPU)为黏合剂,片状青铜粉为功能颜料,采用简单的刮涂法制备了具有低发射率、低光泽特性和良好力学性能的绿色环保型WPU/青铜复合涂层;系统地研究了固化温度、青铜粉添加量及交联剂对涂层性能的影响规律。结果表明:该涂层的发射率和光泽度均随着固化温度的升高而逐渐降低,较高的固化温度有利于实现涂层的低发射率和低光泽特性;随着青铜粉添加量的增加,涂层发射率呈先降低后升高的趋势,涂层光泽度呈逐渐降低并趋于稳定的变化规律;水性交联剂的使用可明显提高涂层的硬度,当交联剂添加量为3%(质量分数)时,涂层具有良好的综合性能,发射率和光泽度可分别低至0.269和6.4,硬度、附着力和耐冲击强度可分别达到3H、1级和500N·cm。     

酸蚀Al粉对Al-聚氨酯复合涂层光泽度与红外发射率的影响

在不明显升高Al-聚氨酯(PU)复合涂层红外发射率的前提下,通过酸蚀Al粉提高Al粉表面粗糙度的方法来明显降低涂层的光泽度。系统研究了Al粉酸蚀时间对Al-PU复合涂层的微结构、光泽度、红外发射率及力学性能的影响。结果表明:Al粉酸蚀可明显降低涂层的光泽度,酸蚀10min即可使涂层的光泽度从20.1降低为13.0,而Al粉酸蚀对涂层的微结构基本没有影响,对涂层发射率的影响非常有限,酸蚀50min仅使涂层的发射率从0.208增大为0.254,仍然具有较低的发射率。酸蚀20min可使涂层同时具有较低的光泽度和发射率,其值分别为12.8和0.228。涂层的力学性能对Al粉酸蚀处理并不敏感,处理前后涂层的硬度、附着力和耐冲击强度等力学性能分别可达到3H、1级和50kg·cm。     

丙烯酸树脂接枝聚氨酯光固化水性体系研究

将具有羟基和羧基侧基的丙烯酸树脂与含有残留异氰酸酯基的聚氨酯丙烯酸酯进行接枝反应，经胺中和后，可用水分散形成自乳化水性体系。光固化膜的ＤＳＣ及ＤＭＡ分析表明丙烯酸树脂与接枝聚氨酯之间有一定相容性，测试了光固化涂层的附着力，硬度，光泽度，冲击强度，耐水性等，当接枝树脂中聚氨酯含量在３０％￣５０％时，光固化涂层具有较好的硬度、耐溶剂性和耐水性。     

超疏水低发射率PDMS改性环氧树脂/Al复合涂层的制备及性能表征

以片状Al粉为功能颜料，纳米SiO₂为微纳结构改性剂，聚二甲基硅氧烷(PDMS)改性环氧树脂(HYSZ)为黏合剂，采用简单的玻璃棒刮涂法制备了一种同时具有超疏水和低红外发射率性能的复合涂层。探讨了PDMS和HYSZ质量比、总填料添加量及片状Al粉和纳米SiO₂质量比对涂层性能的影响规律。结果表明：PDMS和HYSZ质量比对涂层附着力和疏水性能具有重要影响，当质量比为1∶9时，涂层具备良好的疏水性能，其附着力可达1级。总填料添加量对涂层性能影响明显，随着总填料添加量的增加，涂层发射率和光泽度可明显降低。当总填料添加量为50%时，涂层表面可产生明显的乳突状微纳粗糙结构，从而可明显提升涂层的疏水性能。片状Al粉和纳米SiO₂质量比会明显影响涂层的发射率和疏水性能，当质量比为5∶5时，涂层可具备良好的综合性能。此时涂层发射率可低至0.652,光泽度和附着力分别为2.7和1级，水接触角和滚动角分别为152°和8°。通过适当降低涂层表面能及在涂层表面构筑微纳粗糙结构可实现涂层超疏水、低发射率和高附着力的兼容。     

常温固化型双组分水性聚氨酯玻璃清漆的制备及性能

以水分散多异氰酸酯为甲组分,溶液聚合法获得的水性羟基丙烯酸树脂为乙组分,制备了双组分水性聚氨酯(2K-WPU)玻璃清漆。采用红外光谱(FTIR)表征了涂膜结构,并探究了多异氰酸酯的种类和用量、固化温度和时间、搅拌方式对玻璃清漆涂膜的流平性、附着力、光泽度、硬度、耐溶剂等性能的影响。研究结果表明:常温下丙烯酸树脂的-OH与异氰酸酯的-NCO充分反应,生成了氨基甲酸酯。随着固化时间的延长,涂膜性能逐渐提升,室温干燥6天后涂膜各项性能趋于稳定。异氰酸酯固化剂种类、用量对涂膜性能影响显著。相比手工搅拌,双组分混合时施加适当强度的机械搅拌可获得最佳的涂膜性能。     

多波段伪装隐身涂层织物的制备研究与应用

采用着色颜料、红外低发射率填料、水性聚氨酯树脂等制备水性多波段伪装涂料,采用刮涂工艺,制备可见光/近红外/热红外多波段伪装涂层织物。通过双波段发射率测量仪、光谱反射率测试仪、光泽度仪等测试手段对涂层的红外发射率、光谱反射率、镜面光泽度等性能进行了表征,此外还对涂层的理化及环境性能进行了测试。结果表明:涂层的颜色满足《GJB 1082—1991伪装网用颜色》的要求,近红外光谱反射特性在380~1100nm范围内与应用背景基本实现了"同色同谱",不同颜色斑块的发射率梯度在0.13以上,在红外成像下能够形成有效的梯度分割,与应用背景具有较好的融合效果,具有可见光/近红外/热红外隐身性能,各项指标均达到了实用要求。     

超疏水PDMS改性聚氨酯/黄铜复合涂层的制备及性能表征

本工作以片状黄铜粉为功能颜料、纳米SiO₂为微纳结构改性剂、聚二甲基硅氧烷(PDMS)改性聚氨酯(PU)为黏合剂,采用简单的玻璃棒刮涂法制得了一种同时具有超疏水性能和较低红外发射率的复合涂层,系统探讨了PDMS/PU质量比、总填料添加量(质量分数)及黄铜粉/纳米SiO₂质量比对涂层性能的影响规律。结果表明：PDMS/PU配比对涂层附着力和疏水性能具有重要的影响,当PDMS/PU的质量比为1∶9时,涂层具备突出的超疏水性能,附着力可达1级,水接触角和滚动角分别可达155°、5°。总填料添加量对涂层性能的影响明显,随着填料添加量的增加,涂层发射率有所增大,光泽度有所降低。当总填料添加量为50%时,涂层表面可形成明显的乳突状微纳粗糙结构,从而可使涂层具备突出的超疏水性能。黄铜粉/纳米SiO₂配比会显著影响涂层的发射率和疏水性能,当黄铜粉/纳米SiO₂的质量比为6.5∶3.5时,涂层可具备良好的综合性能和突出的自清洁性能,涂层发射率可低至0.716,光泽度和附着力分别为1.8级、1级,水接触角和滚动角分别为...     

石墨烯加入量对光伏板表面喷涂PU/Cu涂层结构和光泽度的影响

为了改善光伏板表面吸能性能,采用石墨烯改性光伏板表面喷涂PU/Cu涂层,通过扫描电镜(SEM)观察以及光泽度、发射率、力学性能测试等考察了石墨烯加入量对涂层结构和光泽度的影响.结果 表明:Cu粉都在涂层内形成了均匀分布的形态,大部分平行于涂层表面,形成均匀定向排列的状态有助于涂层更高效地反射红外光,达到低发射率的特性.当涂层内存在更高比例石墨烯时,形成了粗糙度更大的表面,使涂层更有效地吸收与散射可见光,达到更低的光泽度.利用加入石墨烯的方法来获得表面组织更粗糙的涂层,能够在保持较低发射率的条件下使涂层光泽度获得有效控制,在涂层内加入黑色石墨烯之后能够更加高效地吸收可见光.采用石墨烯改性PU/Cu涂层能够实现更高效吸收与散射可见光的效果,保持涂层原有发射率的条件下获得更低的光泽度.当涂层内的石墨烯含量提高后,黏附强度、表面硬度与抗冲击能力都未发生明显变化,说明石墨烯改性PU/Cu涂层可保持稳定的力学强度.     

苯乙烯改性天然橡胶制备水性木器涂料

为制备基于可再生资源的环保型水性木器涂料,以苯乙烯（ST）接枝改性天然橡胶乳液（NR）,研究其作为木器涂料的性能。结果表明,涂料的pH值变化不明显;黏度随苯乙烯用量增加而上升,反应温度对涂料黏度影响较小。苯乙烯用量增加,涂膜干燥时间缩短、附着力增强、硬度上升;反应温度提高,涂膜干燥时间变化不明显,但附着力和硬度提高。苯乙烯添加量15%、反应温度90℃时,乳液pH=9.8、黏度310 mPa·s,涂膜干燥时间10 min,附着力2级,硬度3B,接枝率7.1%。傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱表明,苯乙烯和天然橡胶乳液发生了接枝共聚,水接触角提高到58.16°,涂膜断裂面更加坚实致密。苯乙烯可在天然橡胶分子结构上形成接枝,可增强乳液成膜后的附着力、硬度等物理力学性能,对乳液外观、黏度等基本性能影响较小,具有替代传统石油基水性木器涂料的潜力。     

ZnO:(Al,La)/纤维素气凝胶/涤棉织物红外隐身复合材料的制备及性能

以纤维素纳米纤维(CNF)为原料合成了纤维素凝胶，将纤维素凝胶平铺在涤棉织物上，低温冷冻再高温干燥得到纤维素气凝胶复合涤棉的隔热材料。采用溶胶-凝胶法合成了低发射率掺杂铝、镧的氧化锌粉末[ZnO∶(Al, La)],球磨后制成涂料，粘附在纤维素气凝胶/涤棉表面形成涂层，得到了低发射率兼具隔热性能的红外隐身复合材料ZnO∶(Al, La)/纤维素气凝胶/涤棉。通过IR-2双波段发射率测试仪研究了不同ZnO∶(Al, La)涂层厚度对复合材料发射率的影响，通过红外热像仪对复合材料的持续隐身性能进行了表征。结果表明：当涂层厚度为400μm时，发射率最低为0.673;纤维素气凝胶厚度为4mm的复合材料可维持90min的红外隐身效果，在红外隐身领域具有广阔的应用前景。     

铜粉的改性及其在聚氨酯基低红外发射率复合涂层中的应用

使用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)作为偶联剂,对铜粉(Cu)进行了表面化学改性;研究了采用不同偶联剂浓度改性Cu粉时对50% Cu/聚氨酯(PU)复合涂层力学性能、红外发射率、耐腐蚀性能的影响,并对其影响机制进行了分析。结果表明：经过改性后,硅烷偶联剂接枝于Cu粉表面。与未改性样品比较,适当硅烷偶联剂浓度改性的50% Cu/PU涂层在8～14μm波段的红外发射率仍然保持很低(0.1);涂层力学性能有较大的提高,附着力从2级增加到1级,铅笔硬度由4H增加到6H,两者均达到最高级;在保持涂层红外发射率不变的前提下,涂层耐碱、酸、盐时间分别从1、50、10h改善到90、60、50h;分析认为Cu粉的改性改善了其与聚氨酯界面的相容性及涂层致密性。     

胶原-氧化铟锡复合红外低发射率涂料的制备及性能研究

采用共沉淀法制备红外低发射率的氧化铟锡(ITO)粉体,用液-液分散法制备了胶原-ITO复合物.以胶原-ITO复合物为颜料,环氧树脂为粘合剂,加入各种助剂,制得胶原-ITO复合红外低发射率涂料,并将涂料制成涂层.试验结果表明:胶原-ITO复合红外低发射率涂料的临界颜料体积(CPVC)为47.5%,涂层的红外发射率(1～22μm,8～14μm,3～5μm)为0.648～0.674,涂层耐温性为354.9℃,硬度、耐磨性、附着力等力学性能良好.     

丙烯酸原位聚合包覆对颜料铝粉耐腐蚀性能的影响

为了提高铝颜料的耐腐蚀性能,通过原位聚合的方法在颜料铝粉表面进行了丙烯酸聚合包覆,研究了包覆程度对颜料铝粉耐腐蚀性能与光泽度的影响,获得了原位聚合的最佳条件为:反应温度98℃,反应时间1 h,引发剂过硫酸铵用量1.0 g,异丙醇用量为2.0 g.采用红外光谱(IR)、光学显微镜、扫描电镜(SEM)、粒度分析等手段对包覆样品进行了分析与表征,结果表明,当包覆程度为10%时,包覆产品同时具有较好的耐腐蚀性能和光泽度.通过在颜料铝粉表面进行丙烯酸原位聚合,可有效地提高其耐腐蚀性能.     

哑光军绿漆低红外发射改性研究

研究了不同铝银浆加入量对市售哑光军绿漆的红外发射率及耐腐蚀性能的影响.研究结果表明:在1～14μm波段,哑光军绿漆涂层的红外发射率为0.95,随着铝银浆加入量的增加,涂层的红外发射率降低,当添加量为60％时,红外发射率低至0.73;在8～14μm波段,添加铝银浆涂层试样的FT-IR反射率明显高于未添加试样的;经酸液、盐溶液浸泡24h,添加铝银浆涂层的红外发射率及表面质量变化不大,但经碱液浸泡24h后,涂层质量严重变差.     

钨酸盐对无铬锌铝涂层性能的影响

为实现锌铝涂层的无铬化,利用具有缓蚀作用的钨酸盐替代部分钼酸盐在Q235A碳钢板上制备无铬锌铝涂层。通过超景深三维体式显微镜、划格法、铅笔硬度法、中性盐雾试验及电化学工作站研究了钨酸盐用量对自制无铬锌铝涂层的形貌、硬度、附着力及耐蚀性的影响。结果表明:当钨酸盐含量过低时,由于钝化膜不完整,形成"活化-钝化"电池使涂层的腐蚀速率加快,耐蚀性下降;当钨酸盐含量超过2.0%时,涂层硬度降低;当钨酸盐含量为2.0%时,涂层的综合性能最佳。     

石墨烯对聚氨酯/青铜复合涂层耐温性能的影响

以青铜粉为功能颜料,聚氨酯(PU)为黏合剂,石墨烯为改性剂,采用刮涂法制备得到了石墨烯改性PU/青铜复合涂层。系统研究了热处理温度及时间对所制备涂层外观、微结构、红外发射率及附着力的影响。结果表明,石墨烯改性可提高涂层的导热和散热效果,从而可提升涂层的耐温性能。相比改性前涂层,石墨烯改性后涂层的外观、微结构、红外发射率及附着力等均具有更高的热稳定性。所制备石墨烯改性涂层在170℃下可长时间使用,在此温度下热处理100h后,涂层的外观、微结构仍然保持不变,发射率可低至0.216,附着力可保持在1级。     

桐油/羊毛脂微胶囊涂层的防锈性能和附着力研究

为解决建筑防腐涂层因外界环境、物理损伤等因素，导致涂层内部密度不均形成微孔及裂纹缝隙、涂层发生脱落剥离、防护性能失效等问题，以三聚氰胺-脲醛树脂为壁材，桐油和羊毛脂为芯材，选用原位聚合法制得自修复微胶囊，系统优化乳化时间、乳化转速、芯壁比对微胶囊性能的影响，得出合成自修复微胶囊的最佳工艺。将微胶囊分散到丙烯酸、聚氨酯、环氧树脂和环氧富锌4种不同涂料体系，制得复合涂层并测试其附着力和耐腐蚀性能。结果表明：乳化时间为10 min,乳化搅拌速度为1 800 r/min,芯壁比为1∶1时，微胶囊平均粒径为70μm,分布均匀、形貌规则、壁材致密。当复合涂层中微胶囊掺量为10%(质量分数)时，丙烯酸基复合涂层防锈性能优异，附着力良好。     

水性醇酸树脂/中空TiO2微球复合涂层的性能

以豆油酸、三羟甲基丙烷、邻苯二甲酸酐和偏苯三酸酐为原料制备水性醇酸树脂,通过物理共混法将中空TiO2微球引入水性醇酸树脂中,研究中空TiO2微球粒径对水性醇酸树脂涂层水接触角、耐盐水性、电化学性能、附着力及铅笔硬度的影响.结果表明:中空TiO2微球粒径对水性醇酸树脂涂层的性能具有重要影响.当中空TiO2微球粒径为200 nm时,所制备的水性醇酸树脂/中空TiO2微球复合涂层的水接触角为106°,耐盐水性能达120 h以上,电化学阻抗较纯水性醇酸树脂涂层提高近两个数量级,具有优异的防腐性能,且复合涂层附着力为0级,铅笔硬度可达5H.     

水性环氧片状Zn-Al-Mg-Ce防腐蚀涂层的性能研究

为了获得较低合金粉体积浓度的环境友好型的高防腐蚀性能水性环氧防腐蚀涂料,以水性环氧树脂乳液为主要成膜物质,分别采用球形和片状Zn-Al合金粉、片状Zn-Al-Mg-Ce四元合金粉为防腐蚀颜料制备水性环氧防腐蚀涂料,详细考察了防腐蚀颜料种类、颜填料体积浓度(PVC)、硅烷偶联剂和分散剂对涂层耐腐蚀性、硬度以及附着力等的影响,通过对比涂层的综合性能,确定了较佳的涂层配方.结果 表明:采用鳞片状Zn-Al-Mg-Ce合金粉较球状和片状Zn-Al合金粉的耐腐蚀性能更好;PVC为28.0％时,涂层具有较佳的综合性能,使用硅烷偶联剂KH-560能提高涂层的防腐蚀性能,适当的湿润分散剂用量能保证颜填料较好的分散效果.在鳞片状Zn-Al-Mg-Ce合金粉含量12.0％、PVC 28.0％,硅烷偶联剂3.2％、湿润分散剂1.5％条件下制得涂层的附着力等级为1级,硬度达到4H,中性盐雾试验时间达600 h,Tafel曲线的腐蚀电流密度表明其腐蚀速率降低到底材的0.064％,耐水性达到780 h无起泡脱落.