聚氨酯涂层老化研究进展

聚氨酯涂层具有柔韧性、力学性能良好等优点,已被广泛应用于基础设施防护领域。简单介绍了以聚氨酯涂层为代表的有机涂层自然暴露老化和人工加速老化两种老化方法,综述了聚氨酯涂层在自然暴露和人工加速环境下的老化行为、老化机理及聚氨酯涂层使用寿命预测研究进展。     

海洋腐蚀环境下纯聚脲重防腐涂层耐久性研究

通过FTIR、DSC等方法,研究了在海洋大气环境户外自然曝晒老化和紫外线人工加速老化条件下,纯聚脲重防腐涂层(简称Qtech-412涂层)的力学性能、光泽度和分子结构变化。结果表明:Qtech-412涂层经过600 d户外自然曝晒老化后,光泽度下降94.53%,力学性能基本不变;经过15 000 h紫外线人工加速老化后,涂层表面失光,有机染料变黑,力学性能变化较小;FTIR和DSC试验表明:上述两种老化方式都仅仅使涂层表面染料分子的化学键断裂,出现褪色或变黑现象,而聚脲内部分子结构非常稳定;在人造海水的露天水池中曝晒6个月后的划叉破坏试验表明:Qtech-412涂层实际防腐效果优于其它重防腐涂层。目前Qtech-412涂层已成功应用于青岛海湾大桥承台、港珠澳大桥沉管隧道接缝等防护工程。     

填料体系对混凝土防护涂层抗老化性能的影响研究

为改善传统混凝土防护涂层——苯丙防护涂层的耐久性能,从填料种类和填料用量两个方面分析苯丙防护涂层的抗老化性能,确定膨润土、云母粉、钛白粉3种填料最佳用量范围及最佳配比方案。结果表明：当膨润土用量（占苯丙乳液的质量分数,以下均同）为5%,云母粉用量为3%,钛白粉用量为2%时,抗老化效果最佳;经填充后的苯丙防护涂层,在紫外线和水共同老化作用下,其老化破坏时间是无填料苯丙防护涂层的6~10倍。     

车用防火复合涂层老化行为及功能损伤研究

为研究军事特种车辆用膨胀型防火复合涂层在沿海环境中的老化行为和性能变化规律,采用耐循环腐蚀环境试验（盐雾、干热、湿热）,考察了实验过程中涂层外观、光泽、微观形貌、化学结构、附着力和防火性能,探讨了面漆层的老化机理。结果表明：水和热是涂层聚合物链断裂的主要原因,主要表现为Si—O和Si—C键断裂;腐蚀介质可能扩散到了复合涂层内部;老化降低了涂层的附着力和防火性能,90次循环盐雾老化后,附着力和防火性能分别下降47.5%和14.28%;膨胀型防火复合涂层的老化是腐蚀介质渗透、涂层水解和热氧降解协同作用的结果;复合涂层具有良好的防火性能。     

人工气候加速老化对耐候性户外涂层性能影响的研究

对户外涂料在不同气候特征条件下的老化性能进行了研究,通过比较不同老化光源下涂层宏观光学性能、力学性能和涂膜拉伸性能的变化规律,探讨不同老化试验方法对户外涂料老化行为和耐候性能的影响,并对今后户外涂料老化性能研究方向进行了展望。     

新能源汽车底盘防护用聚天冬氨酸酯聚脲的综合性能研究

采用二氧化硅、钛白粉、单层石墨烯和聚天冬氨酸酯聚脲,制备了新能源汽车底盘用防护涂料。研究了防护涂料的力学性能、耐候性、耐盐雾性以及抗石击性等,并用SEM、FT-IR、EIS表征了涂层的结构和形貌,测试了人工加速老化和耐中性盐雾试验过程中,涂层耐腐蚀性和附着力的变化,并与市售PVC涂层的抗石击性能进行了比较。结果表明：聚天冬氨酸酯聚脲涂层的附着力、力学性能、耐腐蚀性以及抗石击性能优异;加入二氧化硅和钛白粉后,涂层在人工加速老化和耐中性盐雾试验后耐腐蚀性和附着力进一步提高,但拉伸强度和撕裂强度下降;而加入单层石墨烯后,涂层的各项性能均有所改善,其中抗石击性改善明显。所制备的改性聚天冬氨酸酯聚脲适用于新能源汽车底盘的防护。     

胺类防老剂及其并用对三元乙丙橡胶性能的影响

考察了4种胺类防老剂(RD、445、AS和NBC)以及在并用质量比为0.5/1.0时RD/445、RD/AS和RD/NBC体系对三元乙丙橡胶力学性能及热空气老化性能的影响。结果表明,单独使用胺类防老剂时胶料的力学性能相差不大,在热空气老化条件下NBC的防护效果较好;防老剂并用后胶料的基本力学性能能够保持在单独使用防老剂时的水平,其中RD/NBC并用防老体系具有一定的协同作用,对胶料的防护效果更佳,且随着老化时间延长防护效果越发明显,在150℃下老化21 d后胶料拉伸强度和邵尔A硬度的变化率分别仅为-25.6%和6.5%,老化系数维持在0.55。     

清水饰面防护涂层对混凝土力学性能和耐久性能的影响

依据普通混凝土力学性能和耐久性能试验方法国家标准,研究了清水饰面防护涂层对混凝土力学性能和耐久性能的影响,并讨论了清水饰面混凝土防护涂层的作用机理。结果表明:清水饰面混凝土防护涂层可有效地提高混凝土材料的力学性能和耐久性能,底层水泥漆主要通过聚合物改性增强底层涂层的力学性能和耐久性能,面层保护漆主要通过疏水效应和阻塞毛细孔效应提高涂层抵抗有害介质侵入的能力。     

乙丙橡胶密封件耐老化防护涂层的试验研究

针对东南沿海地区橡胶密封材料老化现象进行表面防护试验研究,开发用于橡胶表面的橡胶耐老化涂层。为进一步提高涂层本身的耐老化性能、改进涂层的施工性能、减少对环境的污染,试验研究了一种水性橡胶耐老化涂料,测试了涂层橡胶密封件的耐湿热性、耐盐雾性,试验结果表明:涂敷防护涂膜的乙丙橡胶表面在湿热环境下300 h、盐雾试验196 h未发生明显变化,耐老化效果显著提高。     

聚氨酯在室内建筑涂料上的老化研究

建筑室内的墙面涂层在受热、氧、水、光等环境因素的影响下,会引起聚氨酯涂层的老化,并且不同的环境因子引起聚氨酯涂层老化的机理不同。聚氨酯涂层的老化实质表现在涂层中聚氨酯树脂的老化,该老化过程不仅受自身的化学结构和合成工艺的影响,其外在的环境因素也是主导老化的主要因素。该文简单阐述了聚氨酯老化机理研究、以及研究方法,通过相关的实验案例说明紫外线和盐化因素对老化的影响,对于延长聚氨酯涂层的使用寿命具有重要的应用价值。     

环境障涂层材料及结构的研究进展

陶瓷基复合材料(CMC)具有低密度、高强度、抗氧化、抗烧蚀和优异的高温力学性能,在未来的航空航天领域前景十分广阔。环境障涂层(EBC)是为了提高陶瓷基复合材料部件在高温腐蚀环境下稳定性的表面防护涂层。EBC研究主要集中在涂层材料、涂层结构等方面,目的是为了提高涂层的高温稳定性和耐腐蚀性能。介绍了环境障涂层的发展历程,以及涂层材料和涂层结构方面的研究进展。     

甚高温度下热氧处理聚丙烯形态和力学性能研究

研究了150 ℃下聚丙烯（PP）膜片的耐热性能和热氧降解行为,结果表明,在经过8 d的热氧老化处理之后,PP发生了显著的热氧降解,但是,降解程度非常不均匀,有些试样降解程度很严重,无法进行力学性能测试,但有些试样还基本保留完好,具有相当好的力学性能;在一些试样内,一些区域热氧降解程度很大,出现严重发黄现象;而在同一试样的其他部分,则还保留较好的抗拉和抗弯性能。在这种热氧老化处理条件下,力学性能的可测试样所占的比例只有32.2 %,但可测试样的拉伸屈服应力老化系数达到93.3 %,拉伸强度老化系数也达到79.6 %。     

化学世界

SiC/SiC陶瓷复合材料具有低密度、高强度、抗氧化、抗烧蚀、优异的高温力学性能,在未来的航空航天领域前景十分广阔。环境障涂层（Environment barrier coatings,EBC）是为了提高陶瓷复合基材料部件在高温腐蚀环境下稳定性的表面防护涂层。EBC研究主要集中在涂层材料、涂层结构等方面,大大提高涂层的高温稳定性和耐腐蚀性能。本文主要介绍了环境障涂层的发展历程,以及在涂层材料和涂层结构上的研究进展。     

高分子涂层老化机理研究进展分析

高分子涂层在自然条件下会受到各种因素的影响而发生老化,本文总结了影响涂层老化的主要因素,指出太阳辐射、温度、水分（湿度）,氧和臭氧,污染物等是引起高分子涂层老化最主要的环境因素。同时,对涂层在不同环境下的老化机理以及不同类型涂层的老化机理也分别做了剖析。     

聚醚聚氨酯胶黏剂湿热老化机制研究

通过傅里叶红外光谱、热失重法、凝胶渗透色谱、差示扫描量热法以及力学性能测试等测试方法，对合成的聚醚聚氨酯胶黏剂的老化降解现象进行研究。研究表明：聚醚聚氨酯胶黏剂抗老化降解性能略差，在70℃高温老化后，其初始分解温度下降了11℃；通过分子质量及分子质量分布测试统计进一步证明其高温抗老化降解性能较差。老化降解试验后，聚醚聚氨酯胶黏剂的拉伸强度下降了11.7%，断裂伸长率降低10.8%，表明老化降解对其力学性能及其使用性能影响严重。     

氟硅 /聚硅氧烷涂层体系在玉泉铁塔表面修复保护中的应用研究

为探索全国重点文物保护单位“玉泉铁塔”的封护涂层,采用与铁塔金相组织和化学元素类似的模拟铁质文物,选用氟硅 /低表面能聚硅氧烷复配涂层体系对模拟铁质文物表面进行保护,并在实验室内开展加速模拟老化试验研究,据表面形貌、粉化、开裂、剥落、起泡、锈蚀和失光等外观变化评价涂料的抗老化性能,并综合附着力、化学结构及电化学性能的变化,进一步分析该复配涂层体系防护性能及关键环境因素的影响。结果表明：选用的氟硅 /低表面能聚硅氧烷复配涂层体系具有优良的耐光老化、耐盐雾、耐湿热、耐水性能,经室内加速老化试验后,涂层的化学结构未发生明显变化,降解程度较小,涂层阻抗较高,与基底金属之间具有较高的粘结强度,呈现良好的防护性能。     

不同防护体系对NR/SBR并用胶耐臭氧老化性能的影响

近几年由于轮胎胎面表面臭氧浓度提高,加速了轮胎胎面的老化裂口,导致了轮胎使用寿命下降,尤其是工程轮胎胎侧胶比较薄,在轮胎侧部最外边,且运动过程中持续不断的受到屈挠作用,所以胎侧胶近几年受到臭氧老化影响较严重,本文以工程轮胎胎侧胶为例进行基本性能、疲劳性能、力学性能、老化性能等几个方面进行实验,研究了不同防护体系对工程轮胎胎侧胶耐臭氧老化性能的影响,通过6组不同防老剂品种、不同比例的实验,寻求出了最有效的防护体系,提高了工程轮胎胎侧胶耐臭氧老化性能。     

芳纶的热光老化降解研究

阐述了芳纶的热、光老化降解研究的进展情况。指出芳纶在实际使用时,不可避免地会受到环境中热、光等因素的作用,发生老化降解,从而影响其性能的发挥。应加强这方面的研究工作,尤其是耐光性,探讨相应防护改进措施,使得芳纶的使用寿命更长,使用范围更广。     

改性聚碳酸酯板材的制备及性能研究

采用由丙烯酸类树脂、有机溶剂和紫外线吸收剂(UVA)组成的抗紫外线透明涂层制备改性聚碳酸酯(PC)板材,通过透光率/雾度测定仪、加速老化测试仪、分光光度计研究了涂层对PC板材光学和力学性能的影响。结果表明,抗紫外线涂层与PC板表面具有极佳的附着力,这种涂层具有优异的抗紫外线性能,未涂覆涂层的PC板经紫外光老化120h后黄色指数达到11左右,而涂覆该涂层的PC板的黄色指数仅为1左右,同时该板材能有85%以上的可见光透过率,120h紫外光加速老化后,板材的可见光透过率和力学性能基本保持不变。     

双组分改性聚氨酯水工防腐涂层性能研究

采用柔性材料防护水利过流部件解决其运行过程中气蚀、磨蚀及其联合作用导致的破坏问题。以化学改性的方式在聚氨酯侧链上引入氟碳链及疏水性基团,合成兼具聚氨酯弹性体、氟碳化合物双组分性能的涂层材料。通过对涂层制备过程中喷涂压力、温度等喷涂工艺参数优化制备性能最佳涂层。对材料进行疏水性、冲蚀磨损、人工老化等测试,采用扫描电镜对涂层微观形貌进行观察,分析磨蚀机理对涂层性能及防护效果影响。结果表明：所制备涂层可有效提升过流部件的防腐耐磨性能。