硅溶胶改性及其对水性硅橡胶涂料的补强作用

目的改善硅溶胶的储存稳定性,提高水性硅橡胶涂料的强度。方法将硅烷偶联剂KH-560缓慢加入硅溶胶中,60℃下缓慢搅拌,使其建立化学键。通过体系p H值及宏观形态变化对其改性机理进行分析,并对改性前后的形貌、尺寸、热稳定性、Zeta电位和冻融稳定性等进行表征。将改性硅溶胶和耐热纤维加入自制的硅橡胶乳液中,制备水性硅橡胶涂料,对固化后涂层的拉伸强度、断裂伸长率、拉剪强度及拉开强度进行测试,考察改性硅溶胶的补强作用。结果 KH-560的甲氧基与硅溶胶粒子表面的silica-O-或silica-OH反应,建立新的Si—O—Si键,增大了硅溶胶粒子的空间排斥力,双电层效应减弱。改性硅溶胶经历5次冻结—融化循环仍能很快恢复胶体状态,且粒子形貌、尺寸及分布没有明显差异。以改性硅溶胶为补强填料,水性硅橡胶涂层的力学强度随硅溶胶添加量的增大而逐渐增强。添加30%硅溶胶时,涂层的拉伸强度为3.03 MPa,断裂伸长率为37.1%,拉剪强度为1.68 MPa,拉开强度为1.85 MPa。结论硅烷偶联剂KH-560可以有效改善硅溶胶的储存稳定性,改性硅溶胶对水性硅橡胶涂料有很好的补强作用。     

空心玻璃珠保温涂料受青睐

空心玻璃珠是一种密度小、质轻、高强度的玻璃微球。由于中空的特性，与普通的玻璃微珠相比，具有质量轻、密度小、绝热性能好等特点，是保温隔热涂料的主要原料。由于其粒径较小，相当或约大于普通涂料用填料的细度，因而可以以填料的方式直接加入涂料体系，使涂料固化形成的涂膜具有保温隔热性能。空心玻璃珠引入涂料能较大的增加涂料的绝热性能，得到一种新型的功能性建筑涂料。     

表面接枝含氟树脂改性HGB的制备及性能研究

目的对中空玻璃微珠(HGB)进行表面接枝含氟树脂改性,以其为填料制备含氟树脂涂料,并进行性能研究。方法将中空玻璃微珠分别经NaOH溶液、硅烷偶联剂KH550、HDI三聚体、含氟树脂处理,并通过FTIR、SEM、EDS等表征手段对接枝情况进行验证。以制备的表面接枝含氟树脂HGB(F-HGB)为填料,制备了含氟树脂隔热涂料,研究了HGB改性温度、时间对F-HGB接触角的影响,以及HGB粒径、添加量、改性、涂层厚度对涂料的疏水性能、隔热性能、拉伸强度的影响。结果成功制备出F-HGB,50℃下接枝含氟树脂反应8h,F-HGB与纯水的静态接触角为149.21°。与HGB/含氟树脂涂料相比,F-HGB/含氟树脂涂料的疏水性能、隔热性能、拉伸强度均有较大幅度的提高和改善。当F-IM16K添加量为20 phr时,F-HGB/含氟树脂涂层与水的接触角为100°,模拟曝晒实验涂层试板温差为7.4℃,拉伸强度为10.39 MPa。当F-K1添加量为20 phr时,F-HGB/含氟树脂涂层的导热系数为0.0701 W/(m·K),同时涂层隔热性能随HGB粒径、添加量的增大而增强,拉伸强度随之降低,但表面改性能有效减小涂料拉伸强度的降低幅度。结论 F-HGB具有疏水、隔热、与含氟树脂相容性好的特点,可作为功能填料制备疏水、隔热、力学性能优良的多功能涂料。     

彩色建筑节能热反射隔热涂料研究

以高温烧结彩色陶瓷空心微珠为热反射隔热涂料的功能填料,制备了各色热反射隔热涂料,对涂层结构和组成配比进行了研究,试验结果表明：在相同颜色条件下,添加有彩色陶瓷空心微殊的涂层热传导率低,近红外反射率明显高于普通涂层,与染色的空心微珠相比,耐酸碱性、耐候性和耐高温性能优异,在建筑节能、工业仓储保温方面,具有广泛的应用前景。     

采用粗空心微球低压粉末冶金法制备空心微球复合泡沫钛(英文)

在低压下采用粉末冶金法,使用粗尺寸空心微球制备出不同相对密度的钛空心微球复合泡沫材料。在压力为60~70 MPa,通过冷压制备得到不同相对密度的泡沫钛。研究冷压压力与空心微球破碎倾向和相对密度的函数关系。研究制备的泡沫钛材料的压缩变形行为,考虑到实际应用,建立了平台应力、弹性模量、致密化应变和能量吸收之间的经验关系。对比泡沫钛和致密钛的性能指标,发现在工程应用中泡沫钛是致密钛的优秀替代物。     

水性可剥离涂料的制备和性能

以tm803聚氨酯乳液为基体,以BYK-151为润湿分散剂、BYK-011为消泡剂、BYK-333为流平剂、BYK-425为增稠剂,以纳米碳酸钙为填料,制备出一种新型水性可剥离防护涂料。讨论了纳米碳酸钙用量及涂层厚度对涂膜拉伸和断裂性能的影响,研究了放置时间对涂层力学性能的影响。性能测试表明,当纳米碳酸钙的加入量为2%,涂层厚度为0.13～0.14mm时,涂层平均拉伸强度达9.51MPa,平均断裂伸长率达274.54%,具有较好的可剥离性能。涂装7天后,放置时间对涂层性能影响很小,涂层平均拉伸强度及平均断裂伸长率基本不变,因此可使用该涂料对设备进行长期封存防护。     

填料对建筑节能涂层隔热性能的影响和机理

目的探究反射型、阻隔型和辐射型填料对建筑节能涂层反射隔热性能的影响,为填料在建筑节能涂料中的筛选应用提供一定的理论支撑。方法分别将金红石型二氧化钛、空心玻璃微珠和远红外陶瓷粉与苯丙乳液共混,制备了反射型、阻隔型和辐射型建筑节能涂料。采用扫描电子显微镜、紫外/可见/近红外反光光度计、导热系数测量仪和红外发射率测量仪对涂层性能进行表征,探究了三种填料添加量和平均粒径对涂层反射隔热性能的影响。结果金红石型二氧化钛、空心玻璃微珠和远红外陶瓷粉的最佳添加量(占成膜物质总质量的百分比,全文同)和平均粒径分别为25%和0.25μm、9%和325目、9%和1μm。此时对应涂层的太阳光平均反射率、导热系数、8~14μm波段的红外发射率分别为85.88%、0.05 W/(m·K)和0.91,隔热性能优异。结论填料添加量和平均粒径对建筑节能涂层的隔热性能均具有一定的影响,实际应用时可根据需要选择填料添加量和平均粒径。     

一步常压烧结制备AlON陶瓷材料

为提高AlON陶瓷材料的力学性能、降低成本,以廉价Al和Al_2O_3粉为原料,利用常压烧结方法一步原位合成了AlON陶瓷材料.研究了成分配比和烧结助剂对材料的物相组成、密度、抗弯强度和显微组织的影响.结果表明:Al与Al_2O_3的最佳质量配比为13:87.未添加烧结助剂时,材料的最高烧结密度为2.74 g/cm~3,抗弯强度为246 MPa.添加烧结助剂(SiO_2-Y_2O_3-CaF_2)以后,材料的最高烧结密度提高到3.62 g/cm~3、抗弯强度提高到321 MPa,超过热压烧结制备AlON陶瓷材料的性能.     

硅橡胶涂料的研究进展

硅橡胶涂料是一种应用十分广泛的多功能涂料。概述了硅橡胶涂料的优点,包括表面能低、机械性能和热性能稳定、耐腐蚀、阻燃等。同时归纳了硅橡胶涂料在改性过程中存在的问题,包括与无机纳米粒子相容性较差,表面处理步骤繁琐等。在此基础上,重点综述了近年来改性硅橡胶涂料在防覆冰、自清洁、阻燃、防腐蚀领域的研究进展。防覆冰硅橡胶涂料改性方式主要有添加纳米粒子改性、添加聚合物改性、对涂层进行表面处理等,同时介绍了表面形貌对结冰机理的影响;自清洁硅橡胶涂料主要通过表面处理、添加纳米粒子或聚合物改性制备;阻燃硅橡胶涂料可以与其他阻燃剂复配使用,同时也能赋予涂覆物自清洁性能;防腐蚀硅橡胶涂料可以通过添加聚合物形成交联网络、添加纳米粒子改性或等离子体氧化制得。针对应用于不同领域的硅橡胶涂料,分别从改性方式的可操作性,添加不同组分对所制备涂料结构与性能的影响,涂料的多功能化等方面进行了归纳,最后展望了硅橡胶涂料未来的研究方向。     

三种不同导电填料对聚氨酯导电涂层应用性能的影响

目的 筛选出对聚氨酯涂层导电性能改善最佳的导电填料和助剂。方法 使用三种不同的无机导电填料—微米级ITO、微米级导电云母和导电钛白粉,用不同的分散剂DISPERBYK-P104S、DISPERBYK- 163、DISPERBYK-2001对三种无机填料分别进行分散处理改性,选出对改性填料分散性最好的助剂,然后研究用该助剂改性的填料对聚氨酯树脂涂层导电性、力学性能、耐热性能等应用性能的影响,最终选出最好的导电填料。结果 利用沉降试验,筛选出了提高填料分散性能最好的助剂为DISPERBYK-P104S。通过测试涂层的导电性能、耐腐蚀、力学性能和耐热性能发现,用助剂DISPERBYK-P104S改性过的导电钛白粉掺入聚氨酯树脂涂层后,所有性能均优于其余填料掺入的涂层。涂层的电阻在室温下最小,为10.84 MΩ,而且在100 ℃加热2 h后,电阻仍然只有24.53 MΩ。水接触角（WCA）方面,该涂层初始时接触角为107°,在3.5% NaCl溶液中浸泡400 h后,水接触角仍能达到90°以上。涂层在3.5% NaCl溶液中浸泡800 h后,附着力仍然在2.1 MPa以上。该涂层拉伸强度为16.53 MPa,拉断伸长率为650%,具有较好的弹性和力学强度。同时,在300 ℃下烧蚀三次后（每次15 min）,该涂层的表面仍然保持平整。结论 当导电填料为用DISPERBYK-P104S改性过的导电钛白粉时,聚氨酯树脂涂层的表面电阻在100 ℃以下均介于0.5~25 MΩ之间,而且该导电涂料的其他应用性能为最佳。     

SiO2气凝胶复合型隔热涂层的制备及性能研究

目的探究SiO_2气凝胶在复合隔热涂料中的应用,从隔热机理出发,通过降低复合隔热涂层的导热系数,提高反射率、辐射率等方式,使涂层达到隔热降温的目的。方法首先通过单掺实验确定各填料的含量,并采用紫外/可见光/近红外分光光度计、红外辐射率测量仪和自制的测试隔热装置等,分析涂层的发射率、辐射率和隔热性能,最后通过正交实验方法得到最优涂层配方。结果 SiO_2气凝胶能显著降低涂层的导热系数,在此基础上,添加钛白粉、空心玻璃微珠、红外陶瓷粉等颜填料,能有效提高涂层的反射率和辐射率,从而进一步增强了涂层的隔热效果。分别添加质量分数为5%的SiO_2气凝胶、5%的钛白粉、5%的空心玻璃微珠和10%的红外陶瓷粉时,复合隔热涂层具有最优的隔热性能。SiO_2气凝胶复合型隔热涂层的干膜厚度为60μm时,与未涂覆的空白样板对比,温度最高可降低14.8℃。结论 SiO_2气凝胶复合型隔热涂层具有优异的隔热性能,并且具有薄层、轻质、环保等优点,具有一定的实际应用价值。     

高温树脂基复合材料防护用轻质陶瓷涂层的制备

研究了采用Ni-3％Al粉末和纯铝、纯锌作为打底材料在碳纤维增强聚酰亚胺复合材料(PMC)基体上制备Al2O3轻质陶瓷防护涂层的可行性,测试了涂层的剪切结合强度和耐热循环性能。结果表明,等离子喷涂Ni-3％Al粉末会对PMC基体造成破坏,不适合于作为PMC基体上的打底材料。电弧喷铝也会对基体造成一定程度的破坏,结合强度和耐热循环性能较低。采用低电压、小电流电弧喷锌,可以获得和基体结合良好打底涂层,涂层剪切结合强度达10．45MPa。在其上制备的Al2O3陶瓷防护涂层耐热循环性能良好。     

聚四氟乙烯/Al3O2-TiO2复合涂层的制备及其疏水性能研究

目的 在铝合金表面制备耐磨、耐蚀、高结合强度的疏水涂层。方法 采用大气等离子喷涂(APS)在铝合金基体上制备AT(Al3O2-Ti O2)涂层,在AT涂层上采用溶胶-凝胶法制备聚四氟乙烯(PTFE)面层,借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、3D形貌仪、接触角测试仪等仪器对涂层的显微结构、成分、粗糙度、接触角进行表征。结果 喷距为120 mm、电流为680 A、送粉量为18 g/min的条件下,实心AT涂层和空心AT涂层表面粗糙度为6.99μm、6.13μm,孔隙率为5.88%、15.18%,硬度为945.82HV0.3、768.1HV0.3,与基体的结合强度为32 MPa、28 MPa,实心AT涂层与PTFE涂层的结合强度为19 MPa。实心PTFE/AT复合涂层与水的静态接触角最大可达130.9°,PTFE涂层表面含有氟化物和硅化物。结论 实心粉末AT涂层表面粗糙度较大,综合性能优于空心粉末AT涂层,因此,将实心AT涂层作为复合涂层的底层。实心PTFE/AT复合涂层具有与荷叶表面相仿的微纳米二元粗糙结构,具有良好的疏水性能,疏水性能与表面含氟物质的疏水基团以及低表面能的二元粗糙结构相关。     

硅橡胶超疏水涂层的撒粉法制备

当前在橡胶基体上构建超疏水表面的方法大多较为复杂,不易制备,研究一种简单方法是十分必要的。以高温硫化硅橡胶(HTV)为基体,把基体打磨后在其表面覆盖一层聚二甲基硅氧烷(PDMS),采用表面撒粉法将二氧化硅(SiO₂)粉末均匀撒在未固化PDMS上,固化后制得HTV/PDMS-SiO₂超疏水表面。采用扫描电子显微镜、三维形貌及接触角测量仪对硅橡胶超疏水涂层的微观形貌和疏水特性进行分析。结果表明：HTV/PDMS-SiO₂超疏水表面构建出许多微纳突起粗糙结构,表面粗糙度Sa达到35.695μm;HTV/PDMS-SiO₂超疏水表面的静态接触角平均值达154.5°,相较于原始硅橡胶平均静态接触角112.4°提升了37.5%;液滴体积一定时,液滴接触到超疏水表面后的铺展直径和第一次弹起高度随着滴落高度的增大而增大;液滴滴落高度一定时,液滴铺展直径和初次弹起高度与液滴体积成正比。利用PDMS固化过程结合撒粉工艺构建超疏水微纳结构,可为硅橡胶超疏水表面研究提供一种简单、低成本方案。     

湿固化型石墨烯改性重防腐涂料的性能研究

目的 为延长如输电塔架等金属构件的服役期限,制备一种湿固化型石墨烯改性重防腐涂料,并测试表征和分析漆膜的防腐性能和作用机制。方法 以湿气固化型聚氨酯树脂为主要成膜物,铝鳞片代替传统锌粉为主要防腐填料,石墨烯为改性剂搭配形成复合导电填料体系,借助定位排列剂等助剂制备了湿固化型石墨烯改性重防腐涂料。通过沉降测试、结合强度测试、水接触角测试、电化学测试、扫描电镜（SEM）分析、耐中性盐雾实验等手段,对涂层的常规理化性能、防腐蚀性能及微观形貌进行了表征分析,并探讨了石墨烯-铝鳞片复合填料防护体系的防腐蚀作用机理。结果 定位剂有助于提高涂料的分散性和稳定性,经过石墨烯改性后,重防腐涂层的结合强度、耐盐水性、耐候性等常规理化性能明显提升,固含超过70%,达到高固含的环保要求;水接触角增至115°,涂层疏水性有效改善;中性耐盐雾试验进行1000 h时涂层划痕处有明显的腐蚀迹象,但表面未发生起泡、剥落等缺陷,单边扩蚀小于2 mm,石墨烯质量分数为0.8%的涂层性能达到最佳,耐盐雾时间达5000 h以上,此时涂层湿结合强度仍达到8.3 MPa,电化学腐蚀速率仅为0.011 673 mm/a,耐腐蚀性能优异。结论 石墨烯-铝鳞片复合防护体系的力学性能、机械封闭和阴极保护功能优异,属于一种底面合一的涂料,适用于湿热工业-海洋大气环境的腐蚀防护工作。     

Investigation of nano-talc as a filling material and a reinforcing agent in high density polyethylene (HDPE)

An experiment of producing high density polyethylene (HDPE) nano-composite filled with 4wt.% talc was presented. Acting as filler and a reinforcing agent in the HDPE, talc powder, sized at around 5 μm, was surface-treated with aluminum diethylene glycol dinitrate coupling agent before adding to the HDPE. Analyses of the reinforced HDPE nano-composite show significant improvement in its mechanical properties including, tensile strength (＞26 MPa), break elongation (＜1.1%), flexural strength (＞22 MPa), and friction coefficients＜0.11. The results demonstrate that, after surface-treated, talc can be used as a promising filling material and a reinforcing agent in making HDPE nano-composite.     

NiAl/NiCoCrAlY/8YSZ复合喷涂层的微观结构与性能研究

目的提高金属/陶瓷隔热涂层体系在海洋环境下的耐腐蚀性能。方法利用冷喷涂方法制备NiAl复合打底层和Ni CoCrAlY粘结层,与等离子喷涂制备的8YSZ陶瓷层构成适用于海洋环境的多层结构耐蚀隔热涂层体系。利用FE-SEM分别观察喷涂态粘结层和陶瓷层的表面、横截面形貌,通过EDS分析涂层元素分布;利用XRD分析表征涂层的物相组成;借助万能材料试验机,采用拉伸法测试涂层结合强度;利用热循环试验和焰流冲刷试验测试涂层的耐高温性能。结果微观分析表明,冷喷涂制备的NiAl复合打底层和Ni CoCrAlY粘结层形貌致密,涂层材料未发生明显氧化,颗粒变形程度不一,粘结层与基体间的结合强度约为18.4 MPa,粘结层与8YSZ陶瓷层界面结合紧密。陶瓷层物相结构和成分稳定,涂层经12次热震循环和1000个周期的高温焰流冲击后,表面未出现开裂、起皮和脱落。结论采用冷喷涂法和等离子喷涂法联合制备的耐蚀隔热复合涂层体系具备良好的耐热性和耐腐蚀性。冷喷涂制备的金属涂层结构致密,孔隙率低,与陶瓷层结合良好,能够有效提高涂层体系在腐蚀性环境中的耐蚀性能。NiAl复合涂层可以缓解Ni CoCrAlY粘结层和铝合金基材间的热匹配问题,增强涂层的结合性能。