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.     

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。     

水性聚苯胺/海泡石/丙烯酸乳液复合防腐蚀涂层研究

目的研究水性聚苯胺/海泡石/丙烯酸乳液复合防腐涂层在NaCl溶液中对马口铁的防腐效果。方法采用原位化学氧化聚合方法,制备了聚苯胺/海泡石复合材料,并以丙烯酸乳液为成膜物质,制备了水性聚苯胺/海泡石/丙烯酸乳液复合防腐蚀涂层材料。通过扫描电镜和EDX对聚苯胺/海泡石复合材料的结构和形貌进行了表征。利用电化学交流阻抗谱、塔菲尔曲线和硫酸铜点滴试验,研究了海泡石/苯胺投料比、聚苯胺/海泡石复合材料用量、磷酸浓度等对复合涂层防腐性能的影响。结果扫描电镜观察显示,苯胺/海泡石复合材料具有纤维状结构。电化学测试及硫酸铜点滴试验表明,当海泡石/苯胺投料比为6:10、聚苯胺/海泡石复合材料用量为0.2%、磷酸浓度为0.1 mol/L时,其腐蚀电流密度为1.013X10~(-6)A/cm~2,腐蚀电位为-0.385V,极化电阻为14 350.8?,耐硫酸铜腐蚀时间为275 s,防腐效果最佳。结论当海泡石/苯胺投料比为6:10、聚苯胺/海泡石复合材料用量为0.2%、磷酸浓度为0.1 mol/L时,水性聚苯胺/海泡石/丙烯酸乳液复合防腐涂层对马口铁具有最佳的防腐效果。     

水溶性丙烯酸涂料的环氧树脂改性研究

介绍了水溶性丙烯酸钢铁底漆涂料制备、性能以及用环氧树脂对其进行改性的实验及结果。原水溶性丙烯酸钢铁底漆涂料在进行耐盐雾测定试验时为72h，未通过国家规定标准。本实验的目的是在丙烯酸树脂为主要成膜物质中加入其他的辅助成膜物质来改善其抗盐雾、抗腐蚀和耐候等性能，方法是通过加入环氧树脂来改善其性能。结果表明，一定温度下在水溶性丙烯酸钢铁底漆涂料中加入1／7的环氧树脂后，经测定其耐盐雾性可达106h，达到了国家规定标准。     

壳聚糖改性石墨相氮化碳/环氧树脂复合涂层的制备及防腐性能研究

目的 为了保证水性环氧树脂(EP)涂层的绿色、环保及高效防腐性能。通过将二维纳米材料石墨相氮化碳(g-C3N4)与天然高分子壳聚糖(CS)功能化复合来制备一种新型绿色环氧树脂复合涂层体系,并研究不同g-C3N4@CS添加量对环氧树脂复合涂层耐蚀性的影响。方法 将尿素高温煅烧得到g-C3N4,加入壳聚糖悬浮液中进行改性处理,并掺杂进环氧树脂中进而得到新型环氧树脂复合体系(EP/g-C3N4@CS)。利用傅里叶红外变换光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)及透射电子显微镜(TEM)对g-C3N4和g-C3N4@CS复合材料的结构及微观形貌进行表征。并通过电化学手段及长周期浸泡实验对涂层体系的防腐性能进行测试。结合涂层附着力测试判断涂层与基体之间的黏合程度。结果 g-C3N4@CS可以被成功复合到环氧树脂涂层中,且CS中丰富的含氧官能团显著提高了g-C3N4在环氧树脂中的分散性和界面相容性。涂层电化学耐蚀性测试结果表明,EP/g-C3N4@CS-1.0%(质量分数)涂层体系在浸泡30 d后的涂层电阻(Rc)值最大,在浸泡30 d后仍能达到1.11×10⁷ Ω,EP/g-C3N4@CS-1.0%(质量分数)涂层体系耐蚀性最高。此外,g-C3N4@CS可显著提升EP涂层的附着力,且EP/g-C3N4@CS-1.0%(质量分数)涂层附着力最大。长期浸泡实验测试结果也表明,EP/g-C3N4@CS-1.0%(质量分数)涂层体系具有最佳的耐蚀性,在浸泡30 d后表面膜层仍较为均匀平整。结论 EP/g-C3N4@CS-1.0%(质量分数)涂层体系形成的均匀完整复合膜可以有效屏蔽腐蚀性离子的迁移进程,具有最佳耐蚀性能。     

中科院宁波材料所“有机硅改性石墨烯增强环氧防腐耐磨涂层研究”取得进展

双酚A型环氧树脂是环氧树脂中产量最大、使用最广的一种热固性树脂,具有固化收缩率低、成型容易、粘结能力强、力学强度高和耐化学腐蚀性优异的特点,被广泛用作涂料、粘结剂和复合材料等的树脂基体。环氧树脂固化形成的三维孔隙、缺陷等会导致树脂基体致密性差、阻隔性能低,抗剪切强度低和摩擦磨损性能差,进一步限制了其在防腐耐磨等领域中的应用。近期,中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋功能材料团队与北京科技大学腐蚀控制系统工程团队展开合作,在研究员王立平、赵海超及教授李晓刚、张达威的共同指导下,博士生叶育伟等人设计系列实验克服了石墨烯(氧化石墨烯)在溶剂及基体树脂中的团聚问题,成功制备出具有优异防腐耐磨性的石墨烯增强型环氧复合涂层。     

石墨烯/偏钒酸钠/有机硅氧烷改性树脂复合防腐蚀涂层研究

目的研究石墨烯/偏钒酸钠/有机硅氧烷改性树脂复合防腐蚀涂层对碳钢板的防腐性能。方法采用高分子辅助电化学法合成具有优异水分散性的功能化石墨烯,并将其加入到偏钒酸钠/有机硅氧烷改性树脂涂层中,用于碳钢板的表面防腐。通过透射电镜、拉曼光谱和纳米粒度仪对石墨烯的结构和水分散性进行了表征。利用Tafel曲线、电化学阻抗谱和硫酸铜点滴试验,研究了石墨烯/偏钒酸钠/有机硅氧烷改性树脂复合涂层的耐蚀性能。结果透射电镜和拉曼光谱分析表明成功制备了石墨烯,且石墨烯的Zeta电位值约为-50 m V,赋予了石墨烯优异的水分散性。Tafel曲线测试显示,相对于偏钒酸钠/有机硅氧烷改性树脂复合涂层,加入石墨烯后,复合涂层的腐蚀电流密度明显下降,当石墨烯含量为0.10%(占有机硅氧烷改性树脂的质量百分比)时,腐蚀电流密度下降至0.554×10-6 A/cm2。电化学阻抗谱测试中,石墨烯含量为0.10%的复合涂层的阻抗值最大,表现出良好的抗腐蚀性能。结论所制备石墨烯的加入能够提高石墨烯/偏钒酸钠/有机硅氧烷改性树脂复合涂层对腐蚀因素(水和氧气)的阻隔作用,使复合涂层具有优异的耐蚀性能。     

自交联阳离子丙烯酸乳液对ADC12铝合金的钝化研究

目的 制备自交联阳离子丙烯酸乳液,提高ADC12铝合金表面树脂钝化膜的耐蚀性能.方法 丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,可聚合多羟基有机胺为功能单体,N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)为交联剂单体,使用半连续乳液聚合法制备自交联阳离子型聚丙烯酸酯乳液,并采用浸渍法在ADC12铝合金板上制备钝化膜.通过激光...     

改性水性环氧树脂乳液对石质文物的保护效果

通过添加硅酸盐对水性环氧树脂乳液进行改性,制备了石质文物表面防护剂。以山西大同云冈石窟的砂岩为保护对象,测定了该表面防护剂的防水性、耐水性、接触角、耐紫外线、安定性和耐盐性等性能指标。结果表明,硅酸盐改性水性环氧树脂乳液对石质文物的表面保护具有良好的效果。     

透明耐磨疏水有机硅改性丙烯酸树脂的制备及性能

目的 研究不同丙烯酸类单体以及硅烷偶联剂配比对所制得的树脂涂层自清洁性能与机械性能的影响。方法 以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、丙烯酸丁酯（BA）3种丙烯酸类单体与硅烷偶联剂（KH570）为原材料,采用自由基聚合法制备了具有透明耐磨性质的疏水有机硅改性丙烯酸树脂,加入羟基硅油使其交联固化,增强机械性能。重点研究了树脂涂层的接触角、附着力、硬度、透光率及耐摩擦等性能。结果 有机硅单体成功与丙烯酸类单体发生共聚,单因素优化后的树脂涂层的接触角为106.7°,与基体结合力为0级,硬度为H,在可见光波段内,涂覆在玻璃基底上的树脂最高透光率为92.08%,同时涂层具有良好的致密性。结论 将硅烷偶联剂（KH570）与丙烯酸类单体进行共聚,硅烷偶联剂的长链明显提升了共聚物的疏水性与稳定性,经交联固化后涂层表现出良好的机械性能与稳定性,并且由于所加单体的折射率都<1.5,因而涂层表现出一定的增透效果。     

防腐涂料用聚氨醋-环氧树脂复合乳液的合成研究

以甲苯二异氰酸酯、聚醚二元醇、二羟甲基丙酸和乙醇为主要原料合成了部分封端的亲水性聚氨酯预聚体,然后接枝环氧树脂,再水分散并经乙二胺打开环氧基交联,得到聚氨酯-环氧树脂复合乳液.研究了环氧树脂中羟基的接枝率和环氧树脂用量对乳液和涂膜性能的影响.研究发现,随着接枝率提高,乳液外观改善,稳定性提高,涂膜的防腐蚀性能增强.随着...     

硅氧烷改性水性环氧树脂分散液的合成及其涂膜性能研究

    通过乙烯基单体与环氧树脂进行接枝聚合反应,制备了大分子链中含有羧基的水性自乳化环氧-苯丙共聚物,然后加入三乙醇胺中和,再进行硅氧烷改性制成硅氧烷改性的水性环氧树脂分散液;研究了改性条件、改性剂氨丙基甲基二乙氧基硅氧烷用量对水分散液性能和分散液涂膜性能的影响;并利用红外光谱、热重分析对改性产物进行了结构表征和热稳定性分析.结果表明:反应温度为55℃,改性剂氨丙基甲基二乙氧基硅氧烷用量在2%~2.5%(占环氧树脂的质量分数),所得分散液粒径小(147.2 nm),贮存稳定性好(贮存期达1年以上),用该分散液制成的涂膜具有良好的耐水性、耐化学品性、柔韧性(1~2 mm)和热稳定性(失重5%对应的温度为181℃).     

改性硅溶胶-苯丙乳液复合涂层的制备及性能

目的 以硅溶胶、苯丙乳液为主要原材料,制备高性能有机-无机复合涂层,并为其应用提供一定价值的参考.方法 采用KH550、KH560以及KH570等3种硅烷偶联剂依次对硅溶胶进行接枝改性,选用改性效果较好的硅溶胶,制备改性硅溶胶添加量为0％、35％、70％、105％(相对于苯丙乳液的质量百分比)的4种涂层.用傅里叶变换红外光谱仪、马尔文Zeta电位仪以及扫描电子显微镜对硅溶胶的改性效果进行表征,用多功能材料表面性能试验仪等涂层力学测试仪、紫外/可见/近红外分光光度计、扫描电子显微镜分别对4种涂层的力学性能、隔热节能性能及微观形貌进行表征.结果 KH560对碱性硅溶胶的接枝改性效果最优.向苯丙乳液中添加一定量的改性硅溶胶可以显著提升涂层性能.当改性硅溶胶添加量为苯丙乳液质量的70％时,涂层综合性能提升最高,此时涂层太阳光反射比为0.683,近红外反射比为0.624,附着力为3.85 MPa,1000圈磨损后的质量损失率为53％,抗拉强度为5.4 MPa,但断裂伸长率降低较为明显,仅为49.8％.结论 KH560更适合对碱性硅溶胶进行接枝改性.添加KH560改性硅溶胶后,苯丙乳液涂层的力学性能、隔热节能性能得到了显著提升.实际使用时,建议改性硅溶胶添加量为苯丙乳液质量的70％.     

氟改性和硅改性丙烯酸聚氨酯涂层的制备及环境行为

目的研究氟改性和硅改性丙烯酸聚氨酯涂层在不同环境中的失效行为。方法通过溶液聚合法制备具有一定羟基含量的丙烯酸酯树脂,再将丙烯酸树脂与多异腈酸酯固化剂配合,获得丙烯酸聚氨酯涂层。通过在丙烯酸酯合成中引入含氟丙烯酸酯单体,制得氟改性丙烯酸聚氨酯涂层;通过在固化过程中引入氨基硅油,制得硅改性丙烯酸聚氨酯涂层。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析涂层的化学组成。对涂层试样进行温度环境实验(室温和100,150℃)、湿热环境实验和氙灯老化实验,分析涂层疏水性、光泽度等表面特性的变化。结果氟、硅改性有效提高了涂层的疏水性。未改性、氟改性和硅改性三种涂层在100℃以下的环境中服役时,疏水性和光泽度比较稳定。硅改性涂层在150℃的高温环境中较未改性和氟改性涂层失效慢。湿热环境对三种涂层的接触角和光泽度等性能影响不大。氟改性涂层在氙灯老化环境中的失效程度较另外两种涂层轻。结论氟改性涂层耐光老化性能较好,硅改性涂层耐温性较好。     

改性环氧树脂基纳米氧化铝超疏水涂层的制备及其耐久性

超疏水材料是一种具有防水、自清洁等功能的仿生材料,具有广阔的应用价值,但表面容易受到环境和机械作用影响而破坏,导致超疏水性能失效。针对此类实际问题,以改性环氧树脂和疏水型纳米氧化铝颗粒为原料,采用分层制备的方式,利用空气喷涂法制备出一种具有良好耐久性的超疏水纳米复合涂层,其接触角可以达到157.57°,滚动角达到2°。在机械耐久性方面,经历30次砂纸摩擦或者45次胶带黏附后,该涂层仍能保持超疏水性能,且与其它商业涂层相比具有更好的机械耐磨性。在化学耐久性方面,该涂层在酸碱溶液中浸泡100 min后仍具有良好的超疏水性能。综上,使用该体系制备的超疏水材料具有良好的耐久性能。     

石墨烯/环氧树脂复合涂层耐腐蚀性能的研究

用匀胶旋涂法在7075铝合金表面制备了与基底结合良好的石墨烯/环氧树脂复合涂层.分别采用SEM和显微硬度计对该复合涂层的表面形貌和硬度进行分析,并测量了复合涂层与基底的结合力;研究了石墨烯含量、涂层厚度对复合涂层耐腐蚀性的影响.结果 表明:石墨烯/环氧树脂复合涂层能明显提高铝合金的耐腐蚀性,当石墨烯含量为0.5wt％、...     

GO/Si3N4改性环氧树脂涂层防腐透波性能研究

目的 设计并制备集透波、耐蚀一体化天线罩防护涂层.方法 利用KH550与KH560硅烷偶联剂分别对GO与Si3N4进行改性,分别得到改性的f-GO与f-Si3N4,然后将两者进行复合,制得了不同配比的f-GO/f-Si3N4纳米复合材料,将所得纳米复合物填料对环氧树脂涂层进行改性.通过扫描电子显微镜解析改性填料在涂层中...     

环氧改性聚硅氧烷污损释放涂层的制备及其力学性能研究

目的 以有机硅树脂为基体树脂,环氧树脂作为改性剂,制备了一种力学性能较高且具有污损释放特性的防污树脂涂层。方法 首先采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和环氧树脂(E51)反应得到硅烷化环氧树脂(ME51);然后以甲基三氯硅烷(MTS)、二甲基二氯硅烷(DDS)和苯基三氯硅烷(PTS)为原料,通过水解-缩合法制备有机硅树脂(PMPS);最后将ME51添加到PMPS树脂中,经常温固化得到具有高力学性能和低表面能特性的环氧改性硅树脂(MPMPS)。系统地研究了环氧含量对MPMPS树脂涂层力学性能和防污性能的影响。结果 与PMPS相比,当环氧含量(均以质量分数计)为30%时,MPMPS涂层的铅笔硬度从HB提升至4H,抗冲击性从30 cm提升至60 cm,柔韧性仍保持在3 mm,附着力从1.3 MPa提升至3.6 MPa,25 ℃下储能模量从206 MPa提升至503 MPa。MPMPS树脂涂层不仅具有良好的力学性能,还具有较低的表面自由能(24.66 mJ/m²);MPMPS在抗芽孢杆菌黏附实验、抗三角褐指藻黏附实验和90 d浅海浸泡的防污实验中,表现出与PMPS同样优异的污损释放性能。结论 当环氧含量为30%时,MPMPS涂层表现出最佳的力学性能,同时具有良好的防污性能。     

本征态聚苯胺/环氧有机硅复合涂层的防腐性能

目的研究本征态聚苯胺/环氧有机硅复合涂层在Na Cl溶液中对Q235低碳钢的防腐效果。方法以自制的本征态聚苯胺为防腐颜料,按比例加入填料及助剂,砂磨分散后制备质量分数为0.5%、1.0%及1.5%的本征态聚苯胺/环氧有机硅复合涂层。Q235钢板经砂纸打磨后去油除渍,采用喷涂方式涂覆制备涂层样品。利用扫描电子显微镜观察不同添加量的本征态聚苯胺在环氧有机硅涂层中的分散状态,涂层在质量分数为3.5%的Na Cl溶液浸泡不同时间,采用X射线光谱分析涂层浸泡后的物相,并通过开路电位和电化学阻抗谱对比分析涂层的耐腐蚀性能。结果本征态聚苯胺/环氧有机硅复合涂层中EB添加量(质量分数)为1.0%时,颗粒分散较均匀且能促进形成致密的氧化钝化膜,浸泡后期的涂层表面微孔电阻值较高(Rpo=3.89×106Ω·cm2),表现出良好的电化学性能;添加量(质量分数)为0.5%时颗粒分散较稀疏,涂层的阻抗值和拟合电阻值均下降;添加量(质量分数)为1.5%时涂层的阻抗值和拟合电阻值较小,腐蚀速度不断加快。结论本征态聚苯胺添加量(质量分数)为1.0%时,其在环氧有机硅涂层的分散均匀且致密,并在3.5%的Na Cl溶液中浸泡后对Q235低碳钢表现出良好的防腐效果。     

改性玄武岩/环氧涂层化学键合界面对涂层防腐性能的影响

利用硅烷偶联剂KH550对玄武岩鳞片表面进行化学改性,制备了改性玄武岩。通过红外光谱、扫描电子显微镜等技术对改性玄武岩鳞片进行表征;采用沉降实验、涂层横截面微观形貌观察分析了改性玄武岩鳞片在环氧树脂中的分散性和相容性;利用附着力测试和电化学阻抗谱技术,研究了改性玄武岩鳞片/环氧树脂复合涂层的附着性能和防腐性能。结果表明：KH550通过化学键合附着在玄武岩鳞片表面上,使玄武岩鳞片与环氧涂层形成化学键合界面,从而提高了玄武岩鳞片与环氧树脂的相容性,增强了涂层的屏蔽性能和附着力,进而提升了涂层的防腐性能。