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。     

多羟基钛-锆化合物复合有机硅烷转化膜的制备与应用

有机-无机复合钝化具有许多优点,目前对无机材料的选择比较慎重,而钛-锆混合金属盐在镀锡板钝化上的使用相对较少。以氟钛酸和氟锆酸为前驱体制备的多羟基钛-锆化合物作为无机组分,再添加硅烷偶联剂-乙烯基三乙氧基硅烷(KH151),制得多羟基钛-锆化合物复合有机硅烷转化膜。通过电化学、附着力、抗硫性测试以及中性盐雾试验和扫描电子显微镜(SEM)等对比了空白镀锡板、有机-无机复合转化镀锡板和市售有铬镀锡板三者的性能。结果表明:多羟基钛-锆化合物复合有机硅烷转化镀锡板的性能相对于市售有铬镀锡板和空白板性能明显改善,耐蚀性明显增强,抗硫性测试几乎无硫斑产生,其表面更加致密,因而该新型转化镀锡板在实际应用中有很大的前景。     

新型含氟涂层在镀锡板上的抗腐蚀性能及机理

硅烷改性含氟乳液用于金属表面处理时环保,且工艺简单、成本低廉,但目前研究较少。以含氟乳液和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)为主成膜物质,同时添加无机钛、锆金属盐,制备新型含氟钝化液,并对镀锡板进行钝化处理。通过纳米粒度仪和红外光谱仪对含氟乳液进行表征,采用电化学、附着力、抗硫性、中性盐雾试验和原子力显微镜等测试方法对镀锡板表面涂层的性能进行测试,并探讨了其钝化机理。结果表明:含氟乳液的平均粒径为59.68 nm,稳定性良好,氟单体参加了反应;含氟镀锡钝化板的耐蚀性相对于空白板的明显提高,其耐蚀效果与成品有铬镀锡板相当,附着力达到标准1级,抗硫性优于成品有铬镀锡板,涂层表面趋于致密平整。     

纳米SiO2对聚氨酯清漆性能的影响

通过表面改性技术获得疏水性的纳米二氧化硅粒子,粒径约50nm.在机械搅拌和超声场的共同作用下,将纳米二氧化硅分散到聚氨酯清漆中,制得纳米二氧化硅复合涂料.失重法腐蚀实验、阳极极化曲线和交流阻抗测试结果表明,加入纳米二氧化硅后,聚氨酯清漆的耐蚀性能提高.同时改性后的聚氨酯清漆漆膜的附着力增加,抗老化性能提高.     

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。     

自润滑及高导电型无铬耐指纹复合转化膜的制备与性能

为了制得一种高导电型无铬自润滑耐指纹复合转化膜,以阳离子型丙烯酸树脂作为主成膜物质,复合硅烷偶联剂、聚乙烯醇(PVA)等辅助成膜物,向其中添加自制的无机缓蚀剂、改性纳米Si O2、水性蜡以及导电聚苯胺高分子,在镀锌板表面制得了复合转化膜。红外分析表明化学氧化合成法制备的聚苯胺醌式结构明显,为本征态形式;层间及表面电阻测试显示,本征态聚苯胺的加入对膜层导电性提高明显;色差及抗摩擦测试表明改性纳米Si O2及水性蜡提高了膜层耐指纹及自润滑性;盐水浸泡、表面微观形貌(SEM)、起伏形貌(AFM)等测试表明,经盐水浸泡后膜层表面破坏较小,对腐蚀介质具有较好的抵抗能力。烘烤固化过程有机质之间发生脱水缩合,树脂、硅烷以及改性纳米Si O2等发生交联积聚现象,虽使复合耐指纹转化膜表面粗糙度增加,但其交联度及致密性均有所提高,膜层抗腐蚀性能增强。     

纳米ZnO-氧化石墨烯及ZnO-氧化石墨烯/水性聚氨酯复合涂层的抗菌性能

循环冷却水系统滋生细菌会导致生物黏泥产生及设备腐蚀,为解决这一问题,由硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）改性纳米ZnO,改性纳米ZnO与氧化石墨烯（GO）在二甲基乙酰胺中复合,获得纳米ZnO-GO复合抗菌材料,并利用纳米ZnO-GO改性水性聚氨酯（PU）,得到纳米ZnO-GO/PU复合涂层。对纳米ZnO-GO复合抗菌材料进行表征分析及抗菌性能测试,对纳米ZnO-GO/PU复合涂层进行抗菌性能测试及物理性能分析。结果表明,纳米ZnO成功负载在GO表面,纳米ZnO-GO纯度较高,当GO质量分数为35wt%、纳米ZnO-GO使用量为160 mgL^-1时,其抗菌率可达97.16%;当纳米ZnO-GO质量分数为2.33wt%时,纳米ZnO-GO/PU复合涂层抗菌率可达90.29%,同时拥有4 H的铅笔硬度及93.26%的缓蚀性能。     

含氟硅油改性聚氨酯的结构与应用性能

为了研究水性含氟硅油改性聚氨酯(WFSPU)的结构与应用性能之间的关系,用动态力学分析仪、正电子湮灭寿命谱及X射线光电子能谱仪分别测试了WFSPU膜的微相分离特征、自由体积及膜表面元素组成;采用织物强力仪、抗渗水性测定仪、织物透湿量测定仪、接触角测定仪、折皱回复角测定仪等测试了涂层织物的黏结强度、静水压、透湿量、接触角、折皱回复角等应用性能。研究结果表明:用含氟硅油(AFS)改性聚氨酯,聚氨酯膜具有微相分离结构,聚氨酯膜的自由体积空洞半径和自由体积分数均增大,F,Si元素向膜表面迁移;随AFS含量的增加,涂层织物的透湿性量呈先增后降趋势,静水压逐渐降低,涂层织物的拒水性提高,回弹性呈先增后降趋势,综合考虑,AFS质量分数为6%时,WFSPU的性能较好。     

水性自交联纳米复合道路标志涂料的研制

将水性聚氨酯弹性树脂2344用硅烷偶联剂改性,并与纳米二氧化硅、功能多胺聚合物、颜填料和助剂等复配,制得了性能优异的自交联环保型道路标志涂料。该水性纳米复合道路标志涂料具有干燥速度快、强耐磨、耐水和耐老化的特性。硅烷偶联剂改性后的弹性树脂,在涂料中能明显改善涂料的干燥速度、附着力和耐水性。纳米二氧化硅、云母和玻璃粉等功能填料与硅烷偶联剂改性后的弹性树脂和多胺聚合物发挥协同作用,能明显增强涂料的干燥速度、硬度、耐磨性和抗紫外线粉化性能,满足道路标线涂料的特殊性能要求。     

水性油墨用丙烯酸酯乳液的改性研究进展

水性丙烯酸酯乳液在应用中存在成膜温度高、抗回黏性差、耐水性能差、附着力差等缺陷,需对其进行改性。综述了聚氨酯、有机硅、环氧树脂、功能单体、纳米无机材料等对丙烯酸酯乳液性能的改性研究进展及应用状况,并对其应用前景进行了展望。     

KH550改性水性聚氨酯膜的结构及表面性能研究

以氨基硅烷偶联剂KH550为封端剂对水性聚氨酯预聚体进行改性,然后进一步乳化制得KH550改性的水性聚氨酯乳液。研究了KH550的用量对乳液的稳定性、改性膜表面结构和改性膜抗水性能的影响。研究结果表明:随着KH550含量的增加,乳液的储存稳定性降低,冻融稳定性提高;聚氨酯膜表面Si-O-Si键的含量逐渐增加;改性膜表面水接触角增大,膜表面的拒水性能提高。并进一步对表面结构和性能之间的关系进行了探讨。     

芳纶纤维表面改性及其对芳纶/橡胶复合材料黏合性能的影响

以原位乳液聚合方法合成水性聚氨酯预聚体（WPUP）包覆纳米ZnO粒子（ZnO@WPUP）,将KOH预处理后的芳纶纤维浸渍在改性ZnO乳液中进行二次处理,进一步与天然橡胶硫化,得到ZnO@WPUP改性芳纶/橡胶复合材料,并通过FTIR、SEM和H抽出实验等测试分析ZnO@WPUP对芳纶/橡胶复合材料黏合性能的影响。结果表明：WPUP能有效提高ZnO分散性,随着WPUP含量增加,ZnO@WPUP在芳纶纤维表面分散更加均匀,纤维表面粗糙度增大,改善了芳纶纤维表面橡胶的黏附量,从而大幅度提高芳纶/橡胶复合材料的黏结强度。     

PDMS/氨基硅氧烷复合改性水性聚氨酯的制备与性能研究

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚碳酸酯二元醇(PCD)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为原料通过丙酮法合成PDMS/氨基硅氧烷复合改性水性聚氨酯。采用傅里叶红外光谱仪、纳米粒度仪、电子万能试验机、紫外可见分光光度计对预聚体、复合乳液以及复合膜的结构和性能进行了分析。研究结果表明,相较于未改性水性聚氨酯膜,当PDMS含量为8%(wt,质量分数,下同),KH550含量为5%时,复合改性水性聚氨酯膜的杨氏模量、拉伸强度和耐水性能得到显著提高。     

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     

TiO2纳米复合氟碳涂料的性能

为了提高氟碳涂料的性能,采用硅烷偶联剂KH-550对纳米TiO2进行表面改性,再添加于氟碳涂料制成TiO2纳米复合氟碳涂料,在马口铁上涂膜.采用红外光谱、透射电镜(TEM)及沉降试验对纳米TiO2的改性效果进行评价,通过自清洁测试、接触角测量仪、色差仪和电化学测量系统分别对未添加TiO2的氟碳涂料涂膜和TiO2纳米复合氟碳涂料涂膜的自清洁性能、疏水性能、抗紫外性能及耐腐蚀性能进行了表征.结果表明:改性后的纳米TiO2分散性好,制得的TiO2纳米复合涂料涂膜具有较好的自清洁、疏水、抗紫外老化、耐腐蚀等性能,比未添加TiO2的氟碳涂料涂膜的有较大改善;且添加纳米TiO2并未影响涂膜的硬度、附着力、耐冲击、耐水、耐酸碱等性能.     

纳米TiO2杂化材料的光敏性及其含硫环氧树脂复合材料的光固化

利用合成的有机／二氧化钛纳米杂化材料与含硫环氧树脂复合进行紫外光固化反应,研究了选种固化膜的各种性能如耐磨性、表面硬度、附着力扣透过率,并利用红外光谱扣扫描电镜对固化机理扣复合材料的相客性进行研究．研究表明,该蚋米二氧化钛杂化材料具有光敏性,能促进含硫环氧树脂的光固化,固化的机理是阳离子性质的,在舍硫环氧树脂TGEBES和蚋米杂化材料G33的固含量各占50％的情况下,固化膜的附着力迭2级、透过率迭87％、耐磨性较好。     

PET/SiO_x基高阻隔性抑菌膜的制备和表征

分别采用紫外辐照和硅烷偶联剂(KH550)对聚酯(PET)/SiO_x膜的SiO_x镀层进行表面改性以制备PET/SiO_x/壳聚糖-纳米ZnO复合膜。水接触角测试发现,相比于紫外辐照,KH550改性能显著改善SiO_x的表面亲水性,从而成功制备得到PET/SiO_x/壳聚糖和PET/SiO_x/壳聚糖-纳米ZnO复合膜。随后采用电子扫描显微镜(SEM)观测复合膜的微观形态,并对该膜的力学性能、阻隔性和抑菌性进行了表征。SEM照片显示,该复合膜表面光滑,断面呈现层状结构。对该膜的力学性能测试结果发现,表面镀层(SiO_x)使PET膜的力学性能有所改善,但涂层(KH550、壳聚糖和壳聚糖-纳米ZnO)对PET/SiO_x膜的力学性能无显著影响。SiO_x镀层能有效改善PET膜的阻隔性,KH550涂层使PET/SiO_x膜的阻隔性进一步提高,壳聚糖及壳聚糖-纳米ZnO涂膜使复合膜的阻氧性进一步提高,而使其阻水性略有降低。此外,PET/SiO_x/壳聚糖及PET/SiO_x/壳聚糖-纳米ZnO膜对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌均有良好的抑菌作用,其中PET/SiO_x/壳聚糖-纳米ZnO膜的抑菌性最强。该类膜有望应用于未来的保鲜包装。     

不同改性过程对氧化锌薄膜的光学及亲水性能的影响

采用溶胶-凝胶的方法在玻璃基片上制备了纳米ZnO薄膜,利用月桂酸钠、硅烷偶联剂对ZnO薄膜进行改性以研究不同改性过程对ZnO薄膜光学及亲水性能的影响。利用接触角测试、扫描电镜、紫外可见光光度计、荧光光谱仪等方法研究了改性后的纳米氧化锌薄膜的微结构、光学性能及亲水疏水性等。结果表明,采用不同的改性剂或不同的改性剂并用体系可以使氧化锌薄膜表面的施主缺陷浓度不同,从而导致氧化锌薄膜的光学性能及表面亲水疏水性随改性过程的不同而呈现一定的变化规律。     

改性纳米TiO2/环氧-聚氨酯水性防腐涂料的研制

以改性纳米TiO_2/环氧-聚氨酯为成膜物质,通过添加颜填料和多功能助剂,制得性能优异的水性防腐蚀涂料。探讨了乳液、玻璃鳞片和氧化铁红用量对涂膜耐蚀性能、附着力和抗冲击力等综合性能的影响。结果表明:当乳液、玻璃鳞片和氧化铁红质量含量分别为40%、30%和22%时,涂膜的耐蚀性能、附着力和抗冲击性能最佳。此外,水性防腐涂料的热稳定性能亦明显改善。     

锑掺杂二氧化锡纳米粉体的改性及在涂料中的应用

利用硅烷偶联剂、醇、油酸钠及自制高分子表面活性剂对锑掺杂二氧化锡纳米粉体(ATO)进行表面处理,研究了不同改性剂对粉体分散性的影响.以改性纳米ATO分散浆料和水性聚氨酯为原料,采用共混法制备了纳米复合涂料,并对其隔热性及基本性能进行测试.TEM及离心实验表明,ATO粉体经自制高分子表面活性剂或硅烷偶联剂改性后,分散性明显提高.性能测试表明:ATO粉体的加入能显著提高涂膜硬度及隔热性.