纳米SiO_2/改性丙烯酸树脂低表面能防污涂料

低表面能防污涂料是船舶涂料的一个重要分支。利用有机硅改性的丙烯酸树脂作为成膜物质,纳米SiO2为填料,制备了低表面能纳米复合防污涂料。考察了有机硅单体对改性丙烯酸树脂性能的影响,发现随着有机硅含量的增加,改性后的树脂粘度减小,水接触角增加。研究了氟硅烷改性纳米SiO2含量对涂层形貌和水接触角的影响。结果表明,添加少量的氟硅烷处理的纳米SiO2(1%和3%)可显著增大涂层的水接触角,提高涂层的防污性能。添加纳米SiO2浆的涂层的水接触角要高于添加接枝氟硅烷纳米SiO2的涂层,而后者要高于添加未接枝氟硅烷纳米SiO2的涂层。当纳米SiO2的添加量在1%和3%时,涂层的水接触角分别达到101.8°和103°。采用纳米浓缩浆工艺分散后的纳米SiO2可以使涂层的表面形成微米-纳米的特征形貌,从而实现防污的目的。     

SiO2改性低表面能纳米结构无毒海洋防污涂料

以合成的有机硅改性丙烯酸树脂为主要成膜物质,在颜填料不变的基础上添加纳米SiO2,制成了低表面能纳米结构无毒海洋防污涂料,讨论了树脂用量和纳米SiO2对涂膜附着力及其与液体接触角的影响,分析了低表面能防污涂料的表面结构.结果表明,树脂用量为25%～30%时,涂膜的附着力为1级,涂膜与水的接触角为150°,涂膜表面为纳米-微米阶层状结构.     

舰船高性能防腐蚀防污涂料研究进展

简要论述了海洋防腐蚀防污涂料的发展历史和研究现状,重点论述了舰船高性能防腐蚀防污涂料的最新研究进展。有机锡自抛光防污涂料被禁止使用之后,基于丙烯酸锌、丙烯酸铜和丙烯酸硅烷酯的自抛光防污涂料得到了广泛应用。基于含防污功能基团树脂的防污涂料、基于降解树脂的防污涂料以及基于表面结构特性的防污涂料技术成为当前防污涂料研究的热点。文中详细报道了降解树脂的结构对降解性能及力学性能影响规律,以及表面结构特性对污损释放型防污涂料防污性能的影响规律。随着环境保护法规的日趋严格,防腐蚀涂料向无溶剂(或高固体)、长效方向发展。报道了提高涂层的湿态附着力和致密性的方法,采用该方法可以大幅提高涂层的力学性能和耐蚀性能,满足了远洋和深海装备发展需求。     

纳米TiO_2粒子的改性及其在有机硅自洁涂料中的应用

利用硅烷偶联剂KH-570对纳米TiO2粒子进行表面改性,并将改性后的纳米TiO2粒子应用于有机硅自洁涂料的制备。结果显示,纳米TiO2粒子表面改性成功,且在有机硅自洁涂料中呈现出良好的分散性。实验进一步考察了纳米TiO2粒子的添加量对有机硅自洁涂层的影响。结果显示,随着纳米TiO2粒子用量的增加,涂层的接触角先增大后减小,当纳米TiO2粒子的用量为0.25%时,涂层接触角最大,达到129°。最后对涂膜的耐污、耐候性能进行了测试,发现涂膜具有良好的防水耐污性及耐老化性。     

环保友好纳米二氧化钛低表面能船舶防污涂料

为进一步增强防污活性,采用正交实验法合成了以纳米二氧化钛(nano-TiO2)为改性剂的低表面能海洋防污涂料,利用SEM和接触角检测仪对涂膜表面状态及其表面能进行了观察和测量,并对所合成的防污涂料进行了实海挂板试验.由正交实验优化出的最佳涂料组分为:呋喃改性硅丙树脂49%(质量分数)、nano-TiO2 11%(质量分数)和硅油6%(质量分数);SEM观察结果表明,nano-TiO2在所制得的涂膜中分散均匀;通过GS-X150测得的涂料最佳接触角为99.45°,其相应的表面能为21.73mJ/m2;由实海挂板试验发现,加入的nano-TiO2可使涂料的污损海生物附着量大大减少,其防污效果得到了明显提高.     

疏水型近红外低反射与8～14μm低发射率兼容涂层的制备及性能表征

以纳米SiO_2为微纳结构改性剂、聚二甲基硅氧烷(PDMS)为树脂基体、Al粉和Sm_2O_3为功能颜料,采用刮涂法制备得到了具有良好疏水特性的PDMS/Al-Sm_2O_3复合涂层。分析探讨了PDMS和颜料配比、纳米SiO_2添加量对涂层性能的影响规律。结果表明,PDMS和颜料配比对涂层性能具有重要影响,当涂层中PDMS和颜料配比为6∶4时,涂层的发射率和1.06μm近红外反射率分别为0.502和60.2%,同时涂层的水接触角可达到124°,要明显高于传统聚氨酯基近红外低反射与8～14μm低发射率兼容涂层。在涂层配方中添加纳米SiO_2可通过增加涂层的粗糙度而明显增强PDMS/Al-Sm_2O_3复合涂层的疏水特性,当纳米SiO_2添加量为8%时,涂层的水接触角可增大到138°,涂层的发射率和1.06μm近红外反射率仍可低至0.524和55.2%。     

纳米TiO2粒子的改性及其在有机硅自洁涂料中的应用

利用硅烷偶联剂KH-570对纳米TiO2粒子进行表面改性,并将改性后的纳米TiO2粒子应用于有机硅自洁涂料的制备。结果显示,纳米TiO2粒子表面改性成功,且在有机硅自洁涂料中呈现出良好的分散性。实验进一步考察了纳米TiO2粒子的添加量对有机硅自洁涂层的影响。结果显示,随着纳米TiO2粒子用量的增加,涂层的接触角先增大后...     

不同氟含量的苯丙树脂及防污涂料的性能研究

采用具有低表面能特性的有机氟单体对苯丙树脂进行改性合成,探讨了氟单体用量及软硬单体比例对树脂性能的影响,用接触角检测仪对涂膜表面与水的接触角进行了测量,并对涂膜的附着力、冲击强度等各项常规性能进行了综合检测,同时进行了实海挂板试验。结果表明,当氟单体含量为17.3%、软硬单体比值为0.46时,树脂性能较好,对应的防污涂料防污性能也最佳。此时涂料涂膜与水的接触角是145.5°,附着力等级1级,在50cm垂直高度下重锤冲击无裂纹。     

水性自抛光防污涂料的制备及评价

制备了特殊的水性丙烯酸锌自抛光树脂并进行了表征,对水性丙烯酸锌自抛光防污涂料的配方及防污性能进行了研究工作。试验结果表明该自抛光防污涂料防污性能良好,并且具有低VOC含量、对海洋环境友好、施工简单方便、易于维护等特点。由于基体树脂具有自抛光性能,使得防污剂在海水中的溶出速率得到控制,这样可以延长防污期效,满足防污需求。     

可UV固化的辣椒碱型杂萘联苯环氧丙烯酸酯防污涂料

合成含杂萘联苯结构的环氧甲基丙烯酸酯(EMA),并以其作为基体树脂,配制UV固化涂料,确定较优的配方.选用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)为稀释剂,引发剂1173的含量为3%,得到的紫外光(UV)固化涂层光泽度高,铅笔硬度为6H;附着力为1级.在此配方下加入合成辣椒碱作为防污涂料的防污剂,制备环境友好型防污涂料,并对涂膜性能及防污性能进行考察研究.添加10%辣椒碱防污剂时涂膜具有高的凝胶含量,优良耐化学性能和防污性能.     

具有自洁和耐磨功能SiO2/TiO2减反膜的制备与研究

以正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸正丁酯(TBOT)为原料,采用溶胶-凝胶法制备了SiO2溶胶和TiO2溶胶,利用浸渍提拉法制备了SiO2/TiO2双层减反膜.用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、椭圆偏振光谱仪和接触角测量仪等分析表征了薄膜的特性,以光催化降解甲基橙溶液实验来评价薄膜的自洁功能,考察了SiO2/TiO2双层减反膜的耐磨擦性.结果表明,SiO2/TiO2双层减反膜在400~800nm可见光波段的透光率最高可达97.2%,薄膜表面平整,结构致密且粗糙度小,经紫外灯照射后薄膜的水接触角接近0°,光催化2h后可将5mg/L的甲基橙溶液降解43.6%.SiO2/TiO2减反膜还具有优良的耐磨擦性能.     

添加纳米二氧化硅对苯丙涂层综合性能的影响

为制备综合性能优良的纳米二氧化硅-苯丙复合涂层,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,用St9ber法制备二氧化硅粉体,采用硅烷偶联剂KH560对其表面修饰后与苯丙乳液共混制备纳米二氧化硅添加量分别为0、1%、2%、3%和4%的涂层,分析涂层微观形貌、紫外吸收性、附着力、硬度、疏水性和热稳定性。结果表明:添加纳米二氧化硅可提高涂层综合性能,纳米二氧化硅添加量为3%时,涂层综合性能最好,此时涂层的紫外吸收比可达0.823,附着力为1级,硬度为3 H,接触角为88.5°,分别比未添加纳米二氧化硅的涂层提高10.92%、1个等级、2个等级和28.3°。     

Nanomechanical properties of functionally graded composite coatings: Electrodeposited nickel dispersions containing silicon micro- and nanoparticles

Functionally graded composite coatings constitute a class of materials which are mostly used for mechanical and tribological applications. Among these materials, nickel metal deposits with incorporation of SiC particles have excellent mechanical properties due to nickel metal and good tribological properties due to the SiC particles. In this work, nickel coatings containing different sizes of SiC particles, nanoparticles and microparticles (10 nm to 5 μm), were electrodeposited from an additive-free sulfate bath containing nickel ions and SiC particles. The material properties of the coatings were compared to nickel coatings containing microparticles (5 μm). The effect of current density, SiC content in the bath, and electroactive species concentration on the codeposition of SiC were studied. Afterwards, the effect of particle size and codeposition percentage of SiC particles on the nanomechanical properties on the morphology and structure of the electrodeposits were investigated. The coatings were analyzed with scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), nanoidentation and lateral force microscopy (LFM). The Ni–SiC electrocomposites, prepared at optimum conditions, exhibited improved nanomechanical properties in comparison to pure nickel electrodeposits. The improved properties of the composite coatings are associated to structural modifications of the nickel crystallites as well as the morphology of the electrodeposited layers. The improved nanomechanical properties of electrocomposites containing nanosized SiC particles, as compared to electrocomposites containing micron-sized SiC particles, is attributed to the increasing values of the density of embedded SiC particles with decreasing particle size and the mechanism of embedment of the SiC particles.     

纳米SiO2对聚丙烯酸酯复合涂层在水润滑下摩擦学性能的影响

考察了纳米SiO₂对聚丙烯酸酯复合涂层在水润滑下摩擦磨损性能的影响。利用FTIR分析纳米SiO₂与聚丙烯酸酯的界面结合;利用SEM观察复合涂层磨损表面,并结合FTIR和摩擦磨损实验分析其磨损机理。结果表明:水润滑时,聚丙烯酸酯在摩擦过程中会发生摩擦化学反应,引起涂层摩擦腐蚀磨损;而纳米SiO₂能与聚丙烯酸酯以化学键的形式结合,它的加入有助于摩擦界面在水介质中形成具有较好减摩作用的表面膜和水分子膜,提高聚丙烯酸酯复合涂层的耐磨性。在水润滑下,当纳米SiO₂的含量较低时,涂层表面的磨损形式为摩擦腐蚀磨损和磨粒磨损;当纳米SiO₂的含量达到5wt% 时,涂层表面形成完整的表面膜和水分子膜,此时涂层具有良好的摩擦学性能。      

纳米TiO2和紫外线吸收剂对丙烯酸酯涂层抗光氧化性能的影响

讨论了锐钛矿型和金红石型纳米TiO2以及2．4-二羟基二苯甲酮和2-(2-二羟基-5-苯甲基)苯并三唑等有机紫外线吸收剂的光活性．并借助失重分析和SEM分析探讨它们对丙烯酸复合涂层抗光氧化性能的影响。UV分析表明：2，4-二羟基二苯甲酮、2-(2-二羟基-5-苯甲基)苯并三唑等有机紫外线吸收剂对400nm以下的紫外线有强烈的吸收作用；金红石和锐钛矿型纳米TiO2对紫外线也有较强烈的吸收和散射作用，紫外光透过率低。且有机紫外线吸收剂随着辐射时间的延长会分解失效，而纳米TiO2较稳定。失重分析和SEM分析结果显示：锐钛矿型纳米TiO2具有光催化性，加速丙烯酸酯聚合物的光降解，而金红石型纳米TiO2则是一种有效的遮光剂。同时添加金红石型纳米TiO2和有机紫外线吸收剂能更有效提高丙烯酸酯复合涂层的抗光氧化性能。     

紫外光固化改性环氧丙烯酸酯涂料的研制

通过对环氧树脂进行改性,降低其粘度,再用丙烯酸酯化,制得低粘度环氧丙烯酸酯预聚体,最后制备出性能优良、易于施工的紫外光固化涂料.本文对环氧树脂改性的催化剂、改性剂及其用量进行了实验研究,并制取改性环氧丙烯酸酯涂料,还对改性前后涂料的性能进行了比较.     

燃烧合成疏水BN粉体和超疏水涂层的制备及其性能表征

具有分级结构的BN纳米薄膜展现出优异的超疏水性, 但由于该薄膜的制备过程复杂、成本昂贵, 不适宜大规模的生产和应用。与之相比, 基于疏水BN粉体的超疏水涂层的应用会更为便捷。本研究采用镁热还原氮化燃烧合成法结合酸洗工艺制备了疏水的单相BN粉体, 水接触角为(144.6±2.4)°, 疏水性可以归因于BN粉体颗粒具有的微纳分级结构。在此基础上, 以这种燃烧合成的疏水BN粉体为填料制备的BN/氟硅树脂复合涂层进一步表现出超疏水性, 其中质量分数30% BN/FSi树脂涂层的水接触角为(151.2±0.7)°, 滚动角约为8°。该涂层与文献报道的通过CVD方法制备的BN纳米薄膜的性能相当, 但工艺更加简单。这是一种利用陶瓷粉体的疏水性来制备超疏水有机无机复合涂层的简便易行的新方法, 有望获得广泛的工程应用。     

ZrO2改性CaO-SiO2复合生物涂层的制备及表征

以CaO稳定的ZrO2为原料,与适量SiO2在1400℃下反应.制得CazSiO4不同含量(质量分数:20%、40%、60%)的ZrO2改性CaO-SiO2复合粉体,并采用大气等离子体喷涂技术制备涂层.利用X射线衍射(XRD)、电子探针(ETMA)及能量色散谱(EDS)对涂层相组成和形貌进行表征.涂层的体外生物活性和稳...     

疏水型醇酸树脂/SiO2有机无机杂化材料的制备与性能

基于溶胶凝胶(sol-gel)工艺,采用两步法,以正硅酸乙酯(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、己二酸、聚乙二醇400(PEG 400)为原料,制备了疏水型醇酸树脂/SiO2有机无机杂化材料。MTES的Si-CH3基团赋予材料的疏水性能,随着MTES含量的提高,接触角θ增大,当MTES(质量分数,下同)超过15%时,接触角θ增大不明显,并最终稳定在126°左右。红外图谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)分析结果显示,硅溶胶与醇酸树脂间发生了的杂化反应,形成了Si-O-C键。DSC分析结果显示,随SiO2%的提高,杂化材料的耐热性能提高。