UV固化有机硅改性聚氨酯易清洁涂层的制备及性能研究

目的 研究聚二甲基硅氧烷(PDMS)相对分子质量、官能度及添加量对紫外光(UV)固化聚氨酯丙烯酸酯易清洁涂层防污性能的影响。方法 以聚乙二醇(PEG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、羟基封端的PDMS和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为原料,采用一锅法制备了有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯易清洁树脂,并UV固化得到易清洁涂层。结果 添加5 000相对分子质量PDMS(PDMS–5000)的涂层比添加1 000相对分子质量PDMS(PDMS–1000)的涂层具有更高的接触角、更低的滑动角、更好的油性记号笔笔迹收缩效果和耐磨性能,但涂层透过率明显降低;添加双羟基封端的PDMS(PDMS–B)的涂层比添加单羟基封端的PDMS(PDMS–A)的涂层具有更好的油性记号笔笔迹收缩效果和耐磨性能。随着涂层中PDMS的添加量从0.5%提高到2.0%,防污性能逐渐提高。同时根据XPS分析可知,当涂层中PDMS的添加量提高到2%时,涂层表面的Si含量接近饱和,防污性能达到最佳。易清洁涂层即使经过1 000次的磨损循环测试后,依然具有油性记号笔笔迹收缩效果。结论 PDMS–B改性的聚氨酯丙烯酸酯涂层比PDMS–A改性的聚氨酯丙烯酸酯涂层具有更优异的记号笔笔迹收缩性能和耐磨性能,而且PDMS–5000改性的聚氨酯丙烯酸酯涂层比PDMS–1000改性的聚氨酯丙烯酸酯涂层具有更好的易清洁性能。当PDMS的添加量从0.5%提高到2.0%时,涂层的疏水疏油性能逐渐提高。     

磷化聚苯胺固化含环氧基硅树脂涂层的制备及性能

为了改善有机硅树脂的固化条件及其涂层的防腐蚀性能,以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）、硅酸乙酯（TEOS）、二甲基二乙氧基硅烷（DMDMS）为硅烷单体,采用溶胶-凝胶法制备了含环氧基的硅树脂（ESiR）,并以磷化聚苯胺（PANI）为固化剂制备了硅树脂防腐蚀涂层,分析了PANI固化含环氧基硅树脂的固化反应。通过测试固化时间、涂层的柔韧性和硬度、热失重曲线等考察了PANI添加量对涂层固化程度的影响;通过附着力、接触角、吸水率、电化学阻抗谱和极化曲线测试了PANI添加量对涂层性能的影响。结果表明：当PANI添加量（质量分数）为3 %时,得到的涂层固化效果较好,涂层既具有良好的柔韧性,又有较高的硬度;且涂层表现出较好的疏水性、附着力和优异的防腐蚀性能,其接触角为103.5°,吸水率为8.91%;涂层的干、湿附着力均为0级;腐蚀电流密度为7.58×10^-8 A/cm²,电化学阻抗值达到3.4×10⁶ Ω·cm²。     

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。     

常温固化耐高温400℃的有机硅-聚硅氮烷涂料

目的实现有机硅树脂的室温固化并提高其耐热性,从而制备室温固化耐高温涂层。方法以硅羟基为活性官能团的有机硅树脂作为主体树脂,选择自制的聚硅氮烷作为固化剂,添加碳化硅和玻璃粉等耐热颜填料,制备一种室温固化的有机硅/聚硅氮烷耐高温涂料。采用红外光谱扫描仪和热失重分析仪分别对树脂的固化过程和耐热性能进行表征。加入填料后,对固化后涂层的铅笔硬度、抗冲击性、柔韧性和耐高温性能进行评价。采用金相显微镜对热处理后的涂层形貌进行观察。结果硅树脂和聚硅氮烷在室温下混合反应72 h后,涂覆层硬化成膜,其红外谱图中N—H的弯曲振动峰消失,归属于Si—N的吸收峰强度呈减弱趋势,证明了二者之间发生了化学反应。随着聚硅氮烷加入量的增加,样品热失重率减小且残重增加,其中加入32.5%聚硅氮烷的固化物样品,400℃的失重率仅为0.76%,失重5%时的温度高达500℃以上。固化后涂层的附着力为0级,柔韧性为1级。热处理后,涂层表面的平整度变好,附着力明显提高。结论聚硅氮烷不仅能常温固化硅树脂,改善其附着力,而且明显提高了有机硅树脂的耐热性。基于聚硅氮烷固化有机硅树脂制备的涂层具有良好的柔韧性和耐高温特性,最高耐温达到400℃以上。     

超支化聚氨酯/TiO2自清洁光固化涂层的制备及性能研究

采用溶胶-共混法制备超支化聚氨酯(UV-HPU)/TiO2自清洁光固化杂化涂层,在低温下(＜110℃)对涂层进行热处理.采用接触角方法研究不同TiO2溶胶添加量及热处理温度,对涂层光催化自清洁特性和基本性能的影响.结果表明:TiO2在涂料中的质量分数约为10％,热处理温度为110℃的涂层在紫外光照射后接触角可以达到3....     

紫外光固化聚氨酯自愈合涂层的合成和性能研究

目的 制备一种紫外光（UV）固化聚氨酯自愈合涂层,并研究其自愈合性能。 方法 以2.4-甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚丙二醇（PPG）、三羟基聚醚多元醇（HSH330）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、1,4-丁二醇（BDO）为原料,采用两步法合成UV固化丙烯酸酯改性聚氨酯涂层（APU）。使用红外光谱对合成涂层的化学结构进行表征,使用激光共聚焦显微镜对涂层的表界面性能进行分析,并使用拉力试验机考察涂层的力学性能、自愈合性能及成膜性能。结果 FTIR光谱结果表明,合成的涂层是丙烯酸酯改性聚氨酯涂层（APU）,810 cm–1处存在来自HEMA的—C=C—双键弯曲振动峰,同时涂层仍呈现出明显的聚氨酯化学结构特性。随着HEMA的引入,涂层硬段质量分数从20%增加至40%的过程中,吸水率从36.8%降至3.1%,弹性模量从0.29 MPa增加至8.69 MPa。自愈合性能测试结果表明,随着HEMA的引入,涂层的自愈合率降低,当APU涂层硬段质量分数超过45%后,涂层失去自愈合能力。结论 制备的APU涂层具有优异的耐水性和致密性,由于HEMA含量的增加限制了软段结构的分子链运动和氢键作用,从而削弱了涂层的自愈合性能。     

抗气蚀聚氨酯涂层的研究进展

随着水轮机和螺旋桨等过流件的尺寸和转速不断提高,气蚀损坏问题更加突出,因此易施工涂覆且便于设计调控的聚氨酯涂层始终是耐气蚀领域的研究热点。系统回顾了聚氨酯材料在气蚀防护领域的研究发展历程,深刻指出了这类材料作为耐气蚀涂层使用时存在的突出问题,例如耐水性、附着力、机械性能、耐磨性能和防污能力等较差,系统分析了这些因素导致涂层损坏失效的机理。针对上述问题,重点根据聚氨酯独特的分子结构,分别从表面能、电负性、化学键合、接枝改性、添加功能填料等方面,提出了改善聚氨酯涂层在复杂工况下应用性的解决办法。最后,鉴于我国对能够在海洋等苛刻环境中长期稳定服役的高性能气蚀防护涂层的急迫需求,对发展以自愈合聚氨酯为代表的集防污抗气蚀耐磨损自修复等功能于一体的新型聚氨酯材料进行了展望。     

基于溶胶-凝胶法制备PFTMS-SiO2有机-无机杂化超双疏涂层

针对超双疏涂层在建筑室内、外功能性家装领域的应用问题,采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯（TEOS）和甲基三甲氧基硅烷（MTMS）为共前驱体,结合1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷（PFTMS）改性制备了PFTMS-SiO₂有机-无机杂化超双疏涂覆液。当改性剂与正硅酸乙酯摩尔比达到0.3时,该涂覆液在玻璃、瓷砖、石材、水泥板表面形成的涂层均呈现超双疏特性,最高水接触角157.4°,正十六烷接触角142.6°,涂层附着力达到1级,耐洗刷试验1600次后仍保持良好超双疏性能。XPS结果表明,经过改性处理后的SiO₂链段上含氟基团相对含量达到了69.53%,在玻璃表面形成的超双疏涂层含氟基团相对含量为33.75%,涂层表面的平均粗糙度达到937 nm,说明了含氟基团的成功引入及表面凹凸不平的微观形貌共同构成了涂层表面的超疏性能。     

低表面能改性聚丙烯酸酯的合成及防污性能研究

目的制备环境友好型的海洋防污涂料,即低表面能海洋防污涂料。方法以含氟单体甲基丙烯酸十二氟庚酯(FMA)和含硅单体γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)为改性单体,以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,通过自由基共聚合制得氟硅改性的聚丙烯酸酯树脂层,采用傅里叶红外光谱和差示扫描量热法,分别对改性聚丙烯酸酯树脂的化学结构和热性能进行了分析表征。通过对改性聚丙烯酸酯树脂涂层的扫描电子电镜(SEM)分析、接触角测试、表面能计算、附着力测试、耐酸碱测试,防污性能测试等,探讨了FMA和KH570含量对树脂涂层性能的影响。结果当FMA、KH570的含量分别为15%、10%时,树脂涂层的接触角达到112.0°,表面能低至18.425 m J/m~2,附着力达到1级,具有良好的防污性能。结论氟单体和硅单体单独参与共聚改性均具有降低聚丙烯酸酯树脂表面能的作用,而氟单体和硅单体共同改性聚丙烯酸酯对树脂涂层表面能的降低更显著,可作为一种很有潜力的海洋低表面能防污涂料。     

船用低温固化丙烯酸聚氨酯防腐蚀涂料

目的研制具有低温固化性能的长效耐候船用丙烯酸聚氨酯面漆。方法采用聚天门冬氨酸树脂对羟基丙烯酸树脂进行改性,配合使用受阻胺光稳定剂与紫外光吸收剂作为体系光稳定剂,选用改性高分子不饱和羧酸盐类分散剂、氟改性聚丙烯酸酯类流平剂、聚酰胺蜡类触变防沉剂,配合使用湿法绢云母、钛白粉、重晶石粉作为体系颜填料。结果通过控制天门冬氨酸树脂NH1420的不同添加量与优化助剂体系、颜填料体系,涂料体系在-5℃环境下表干55 min,实干时间14 h,24 h可复涂,放置10 d后,漆膜硬度可达2H,涂层具有良好的长效耐候性能。结论聚天门冬氨酸树脂有效改善了丙烯酸聚氨酯面漆的低温固化性能,配合使用受阻胺光稳定剂与紫外光吸收剂,提高了涂层的耐候性。研制的船用低温固化丙烯酸聚氨酯防腐蚀涂料具有良好的低温固化性能、机械性能、耐腐蚀性能与耐候性。     

UV固化环氧丙烯酸酯涂层的介质传输行为

采用静态浸泡法绘制了漆膜增重率-时间曲线，考察了紫外光固化环氧丙烯酸酯涂层的吸水性和耐腐蚀能力，分析了涂层固化交联结构及浸泡温度等因素与介质传输行为的关系.结果表明，涂层的交联度越高,抗介质渗透能力越强；浸泡温度越低，抗介质渗透性越好；浸泡温度接近或高于涂层的Tg时，涂层抗介质渗透能力变差.     

水性UV聚氨酯丙烯酸酯/二氧化硅复合材料的制备及涂膜性能

目的 制备光固化水性聚氨酯改性丙烯酸酯/二氧化硅（WPUA/SiO2）复合材料,提高水性光固化聚合物材料的涂膜性能。方法 制备含双键官能化的二氧化硅纳米粒子,将其引入到制备的可光固化聚氨酯改性丙烯酸酯乳液体系中,制备水性UV固化WPUA/SiO2复合乳液,研究复合材料制备方法,分析体系中官能化二氧化硅纳米粒子的分散稳定性及其对涂膜形貌、透光性、硬度等性能的影响。结果 由于WPUA和官能化二氧化硅纳米粒子均含有C==C,所制备的WPUA/SiO2复合材料可以用UV光进行固化,官能化二氧化硅纳米颗粒由于表面存在有机分子链,与水性聚氨酯改性丙烯酸酯相容性提高,使得二氧化硅纳米颗粒掺杂量达到10％（质量分数）时可存储稳定性达30天以上。固化后涂层的透光性和力学性能明显提升,涂层铅笔硬度达到3H,粘附性为1级,抗冲击强度大于50 kg?cm。结论 制备的WPUA/SiO2复合体系具有良好的稳定性,改性纳米粒子的掺杂对水性UV固化聚氨酯改性丙烯酸酯的力学性能有明显改善,且可提高复合涂层的透光性。     

新型喷涂用双组分聚脲 / 丙烯酸聚氨酯复合涂料

采用羟基丙烯酸树脂与聚天门冬氨酸酯制备喷涂用双组分聚脲/丙烯酸聚氨酯涂料,考察了涂料的基本性能,研究了两种树脂的配比、流平剂用量等对涂料性能的影响。结果表明,当羟基丙烯酸树脂与聚天门冬氨酸酯的质量比为35∶45,流平剂用量为0.3%时,涂料具有优良的综合性能和耐老化性能。     

水性 UV 树脂的研究进展

详细介绍了各类水性UV树脂的优缺点和合成方法,包括水性聚丙烯酸酯、水性聚酯丙烯酸酯、水性环氧丙烯酸酯、水性聚氨酯丙烯酸酯等。综述了水性UV树脂在超支化技术、有机/无机杂化体系、双重固化体系、环氧丙烯酸酯/聚氨酯丙烯酸酯复合体系等方面的研究进展,简要介绍了水性UV树脂的应用,并展望了其未来的发展方向。     

蓖麻油基UV/空气双重固化水性聚氨酯木器漆的制备及性能研究

目的由紫外光固化/空气后固化构成双重固化体系,以弥补单一紫外光固化存在固化速度慢及边角棱固化不充分的缺陷。方法将具有气干固化性质的蓖麻油引入两端带有C==C双键的水性聚氨酯中,使水性聚氨酯体系不仅能进行紫外固化,还可进行空气后固化。通过控制光引发剂、催干剂的添加量,制得了紫外光固化、紫外光/空气双重固化、空气/紫外光双重固化的水性聚氨酯木器涂料,研究了不同水性聚氨酯乳液配方、固化方式对涂膜、漆膜性能的影响。结果制备的水性聚氨酯分散体具有良好的储存稳定性且90天内无沉淀、分层现象。DMPA质量分数为6.5%,CO质量分数为15.24%时,乳液较稳定,且涂膜耐水性和力学性能好。紫外光/空气双重固化涂膜拉伸强度为13.06MPa,断裂伸长率为22.53%,弹性模量为11.39 MPa,紫外光/空气和空气/紫外光双重固化体系木器漆膜硬度均达到4H,附着力均为0级。结论与空气/紫外光固化、单一紫外光固化两种固化方式相比,紫外光/空气双重固化涂膜力学性能最优异,热稳定性介于两者之间。紫外光/空气和空气/紫外光双重固化体系木器漆膜硬度、附着力优于传统单一紫外光固化的漆膜。     

石油储罐几种外防护涂层性能的评价

涂层保护是石油储罐腐蚀防护的主要措施。为此,国内曾先后开发了醇酸银粉漆、氯磺化聚乙烯涂料、高氯化聚乙烯涂料、丙烯酸聚氨酯防腐蚀涂料、常温固化型氟碳涂料等,并在不同时期的工程建设中得到应用。不同的涂料具有不同的表面性能,设计部门和使用单位往往根据涂料性能和实际需求选择涂料。醇酸银粉漆和氯磺化聚乙烯涂料因其使用寿命短而被淘汰。对高氯化聚乙烯涂层、丙烯酸聚氨酯涂层、常温固化型氟碳涂层进行了光老化、盐雾、酸碱浸泡、表面能、耐沾污性等多种表面性能的测试评价。结果表明:常温固化型氟碳涂层综合性能优于高氯化聚乙烯涂层和丙烯酸聚氨酯涂层。     

POSS改性丙烯酸涂层的耐刮擦及紫外防护性能

丙烯酸树脂基涂层具有良好的耐候性,但其力学性能较差,耐刮擦及摩擦磨损性能不足等缺点易导致其使用寿命降低。为改善其耐刮擦及摩擦磨损性能,进一步提高其耐候性和延长使用寿命,采用溶胶凝胶法合成了八乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷(OvPOSS),进一步将其与丙烯酸树脂(PMB)原位复合改性制备了不同OvPOSS添加量的有机无机杂化树脂。利用光镜、接触角测量仪、显微硬度仪等表征了OvPOSS改性树脂制备的涂层在紫外辐照前后的表面形貌、接触角、硬度等;采用纳米划痕仪和摩擦试验机研究了涂层改性前后的耐刮擦和摩擦磨损性能。结果表明：当添加OvPOSS质量分数为10%时,改性涂层的各方面性能最佳。与未改性的丙烯酸涂层相比,OvPOSS的加入显著改善了OvPOSS/PMB复合涂层的硬度,抗紫外线性,耐刮擦和摩擦磨损等性能。     

丙烯酰胺浓度对聚二甲基硅氧烷表面涂层性能的影响

硅橡胶的疏水特性致使其在体内的减阻性能较差,亟须开展其表面亲水性能和润滑性能均良好的工艺研究。以聚二甲基硅氧烷（PDMS）为基材,以丙烯酰胺（AAm）为反应单体,通过紫外光固化工艺在PDMS表面制备5种不同浓度的聚丙烯酰胺（PAAm）涂层,对涂层的表面成分、表面粗糙度、厚度、亲水性能及润滑性能进行表征,讨论AAm浓度对涂层性能的影响。结果表明：AAm浓度对涂层厚度和粗糙度有显著影响,即随着AAm浓度的提升,涂层厚度和粗糙度均呈上升趋势;AAm浓度也改善涂层的亲水性能和润滑性能,即与基材PDMS(110°)相比,含20 wt.%AAm的涂层接触角低至18.24°,降低到基材的16.6%;含8 wt.%AAm的涂层摩擦因数低至0.039,与基材PDMS相比降低98.2%。提出一种硅橡胶表面构建牢固涂层的简单且高效的方法,可为软材料表面改性提供较好的借鉴。