纳米炭黑改性涂料在NaCl溶液中的耐蚀机理研究

在超声场作用下,将接枝改性及缩醛化反应制备的油溶性纳米炭黑粒子（24nm～300nm）加入到普通油漆中,获得了纳米炭黑复合涂料.浸泡腐蚀实验、阳极极化及交流阻抗（EIS）测试结果表明,纳米炭黑改善了涂料在NaCl溶液中的耐蚀性,炭黑含量为1mass%时,复合涂料耐蚀性最佳.通过EIS谱图、透射电镜（TEM）等研究了纳米炭黑改性涂料在NaCl溶液中的耐蚀机理.     

纳米二氧化钛浓缩浆对硼酚醛环氧涂料性能的影响

目的提高硼酚醛环氧涂料的耐腐蚀性、表面接触角、粘结强度及耐磨性等。方法用纳米二氧化钛浓缩浆改性硼酚醛环氧涂料,制备耐温耐蚀型纳米复合涂料。通过高温高硫原油浸泡试验评价纳米复合涂层的耐腐蚀性能,通过扫描电镜观察、表面接触角测试、粘结强度测试和耐磨性测试等手段分析纳米二氧化钛浓缩浆对涂层性能的影响。结果硼酚醛环氧纳米复合涂层在100℃高硫原油腐蚀浸泡后,微观上没有出现腐蚀坑和裂纹。添加2%纳米二氧化钛浓缩浆的硼酚醛环氧纳米复合涂层与未添加纳米粒子的硼酚醛环氧涂层相比,抗渗性与耐磨性有所提高。720 h腐蚀试验后,纳米复合涂料的粘结强度由试验前的7.7 MPa降低至6.9 MPa。腐蚀过程中,其表面接触角比非纳米涂层高4°~7°。结论高温高硫原油没有破坏硼酚醛环氧纳米复合涂层的形貌结构、粘结强度和耐磨性。添加2%纳米二氧化钛提高了涂层的抗渗透性和表面接触角。     

纳米防腐耐磨涂料的制备及其性能研究

制备了一种纳米防腐耐磨涂料,为了考察纳米材料在防腐耐磨涂料中的作用机制,对其进行性能检测和各种技术表征,研究结果表明:纳米SiO2由于呈三维网络结构和高的表面活性,大大增强了涂层的致密化和结合力;微量的SiC纳米粒子能有效提高环氧树脂的耐磨性.纳米SiC粒子和基体环氧树脂之间建立了较强的相互作用(包括化学键合与物理作用),材料界面强度得以提高,从而大大提高了涂层的耐磨防腐性能.     

采用改性纳米TiO2制备高耐洗刷乳胶涂料

用钛酸酯偶联剂将纳米TiO2粒子进行表面改性后,对普通的丙烯酸乳胶内、外墙涂料进行改性实验,制备出高耐洗刷的内外墙涂料.实验表明,偶联剂对粒子的表面结构产生影响并改善其在涂料中的分散情况;添加纳米TiO2粒子使涂料的耐洗刷性、硬度等性能得到较大的提高(其中涂料的耐洗刷性可提高近7倍,最高耐洗刷次数可达数10万次;同时硬度可以提高2个～3个等级);通过结构分析发现,改性纳米TiO2通过1种类似于"桥梁"的作用实现对涂料的性能改善.     

浅析疏水防蚀纳米复合涂料

简述了纳米微粒、疏水纳米复合涂料的性能、制备、检测方法以及应用中的问题，分析了涂层失效的主要形式，并指出疏水纳米复合涂料能够解决传统涂层抗离子扩散性、渗透性差的问题，为纳米技术在涂料中的应用开辟了全新的思路。     

纳米复合海洋涂料在船舶防腐蚀应用研究

主要研究纳米二氧化硅浓缩浆和纳米氧化锌浓缩浆对海洋环氧涂料和聚氨酯涂料性能的影响。通过盐雾试验、氙灯老化试验、人工海洋加速老化试验研究海洋腐蚀环境中纳米复合涂料的耐腐蚀性和抗老化性。通过三步法制备高稳定分散的纳米氧化物浓缩浆,并利用纳米二氧化硅浓缩浆和纳米氧化锌浓缩浆改性海洋船舶环氧底漆和聚氨漆酯船壳漆,制备海洋纳米复合涂料。利用 TEM透射电镜、 FTIR红外光谱、 XPS光电子能谱、光泽度仪、表面接触角测试仪和粘结强度测试仪等研究海洋船舶漆的耐腐蚀性、抗老化性及表面防污性能。纳米二氧化硅浓缩浆的红外光谱分析和粘度测试及纳米氧化锌浓缩浆的透射电镜观察表明高分子分散剂的长碳链位阻效应保证了纳米粒子的均匀稳定分散。不含有纳米二氧化硅浓缩浆的环氧漆粘结强度是4.4 MPa,而含有1.0％纳米二氧化硅浓缩浆的环氧漆粘结强度增加到5.6 MPa。通过氙灯老化试验测试涂层的光泽度变化,纳米复合聚氨漆酯漆的光泽度高于不含纳米氧化锌的普通聚氨漆酯漆光泽度。聚氨漆酯漆在海洋循环加速老化试验后 C/O值减少20.1％,而含有1.2％纳米氧化锌浓缩浆的纳米复合聚氨漆酯漆老化后 C/O 值仅减少10.7％,抗氧化性提高。通过对海洋加速循环老化试验中纳米复合聚氨漆酯漆的测试分析表明1.2％纳米氧化锌浓缩浆提高了海洋船舶聚氨酯面漆的抗老化性和表面接触角。纳米浓缩浆可增强纳米复合涂料在海洋重腐蚀环境中耐腐蚀、抗老化等性能。     

纳米复合海洋防污涂料研究进展

海洋生物污损带来巨大的损失是亟须解决的难题。开发含纳米填料的无机-有机杂化涂料是传统防污手段的绿色替代方案,然而目前缺乏纳米复合涂料在海洋防污领域应用的系统报道。综述无机纳米材料改性聚合物涂料的研究进展,按照防污机制的不同,重点总结低表面能纳米复合防污涂料、超疏水纳米复合防污涂料、释放型纳米复合防污涂料、催化型纳米防污涂料、多因素协同纳米防污涂料的研究现状,对其防污特性进行分析,并指出各类涂层所存在的问题。最后,提出无机纳米材料在聚合物中的稳定分散、多种防污机制协同优化、无机纳米复合涂层的长效防污性能保障是纳米防污涂料在海洋防污领域所面临的难题及未来发展方向,填补了纳米复合涂料在海洋绿色防污领域应用系统报道的空白。     

TiO2纳米粒子改性有机醇酸涂料性能研究

利用金红石型TiO2纳米粒子改性醇酸涂料提高醇酸涂料的各种性能.结合物理和化学分散，并选取合适的分散剂，解决了TiO2纳米粒子在醇酸涂料中的分散问题；性能测试结果表明，与普通钛白粉醇酸涂层相比，TiO2纳米粒子改性醇酸涂层具有很强的抗紫外线性、强耐盐雾性以及较高的耐磨性能.     

含纳米CeO2，Cu混合物添加剂润滑油摩擦学性能研究

本文中将纳米二氧化铈与铜粒子混合物应用于润滑油添加剂，使润滑油具有优良的减摩、抗磨性能。纳米二氧化铈与铜粒子用适当的表面活性剂进行表面改性处理，经表面改性的纳米粒子在润滑油中具有良好的分散、稳定性。采用透射电镜（TEM）观察与测量纳米二氧化铈、铜粒子的形貌和平均直径。应用四球摩擦磨损试验机测定添加纳米二氧化铈、铜粒子的润滑油的极压性能（PB）、磨痕直径（WSD）和摩擦因数（μ）等。研究结果表明，最佳的纳米二氧化铈、铜粒子的总添加量为0．6％左右、纳米二氧化铈、铜粒子的质量分数之比为1：1，该润滑油具有最佳的的减摩、抗磨作用。文中还探讨了纳米二氧化铈、铜粒子混合物具有优良摩擦学性能的机理。     

铜基纳米复合减磨涂料在P110S套管上的应用研究

采用HT-100型球盘式摩擦磨损试验机,检测铜基纳米复合减磨涂料在P110S套管上的摩擦性能;将该涂料涂覆于P110S套管磷化接箍表面,并进行全尺寸上卸扣试验。试验结果表明:铜基纳米复合减磨涂料可在P110S套管表面形成有效保护磷化层,并极大地降低试样表面的摩擦因数;复合纳米抗螺纹黏结涂层可有效防止螺纹表面发生黏结,抗螺纹黏结性能好;与接箍镀铜相比,铜基纳米复合减磨涂层具有良好的附着力,强度高、导热性好、操作方便、成本低、实用价值良好。     

SiO2纳米粒子对高速电喷镀镍基PTFE复合镀层的影响

利用自制高速电喷镀装置制备镍基纳米PTFE和SiO2粒子复合镀层;研究了复合镀层表面形貌、微观组织、结合强度、耐蚀性等受SiO2纳米粒子影响的规律。结果表明:加入纳米SiO2粒子,减缓了沉积速率,有较强的细化晶粒作用。加入1.0～1.5g/L纳米SiO2粒子时镀层截面的硬度升高,加入2.0～2.5g/L纳米SiO2粒子时镀层的结合强度较高;但降低镀层的耐蚀性。     

成果简报

国家公益专项“材料（制品）腐蚀、环境影响试验研究”通过专家验收;沈阳机电产品防锈技术全国领先;新型聚氨酯涂料通过鉴定;北京超疏水纳米复合涂料技术取得新突破;新型电泳技术为国内散热器增温加彩;蚀刻液循环再生机可实现清洁生产;邯钢开发出电镀锌耐指纹基板;磁性材料水性防锈漆研制成功……[编者按]     

“纳米氧化物浓缩浆与纳米复合涂料”荣获2006年度国家技术发明奖二等奖

中国科学院金属研究所韩恩厚研究员承担的“纳米氧化物浓缩浆与纳米复合涂料”日前荣获国家技术发明奖二等奖。     

海洋工程结构和船舶防腐蚀涂料研究取得重大进展

中国科学院金属研究所材料环境腐蚀研究中心纳米复合涂料课题组刘福春副研究员针对海洋工程设施和船舶压载舱防腐蚀难题,先后承担了国家科技支撑计划课题《新建海洋钢结构防腐蚀技术及工程示范》子课题“高抗紫外线纳米防护涂料的研究”、“高性能压载舱涂料制备技术开发与示范课题”,研制的防护涂料成功提高了海洋工程设施和船舶的使用寿命和安全性,降低了维修费用,具有较好的社会效益和经济效益。     

树莓形SiO2–TiO2纳米粒子的制备及其在光学涂层中的应用

目的 提高Ti O₂纳米粒子在复合光学薄膜中的分散性及光催化自清洁效率。方法 以通过St?ber法制备的粒径为70、140 nm的Si O₂粒子与酸催化法制备的粒径为5 nm的Ti O₂粒子为原料,分别使用硅烷偶联剂3–氨丙基三乙氧基硅烷（APTES,或KH550）与γ–缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷（GLYMO,或KH560）对2种纳米粒子进行表面改性。通过2种粒子表面的化学基团之间的化学键,将2种粒子进行偶联,形成了小粒子包覆大粒子的树莓形结构,并利用溶胶–凝胶法制备了光学涂层,通过紫外–可见分光光度计、红外光谱仪、激光粒度仪等多种表征设备对制备的复合纳米粒子及构筑的薄膜的结构、形貌和性能进行了分析。结果 粒径较小的Ti O₂纳米粒子通过表面基团的反应均匀地包覆在粒径较大的Ti O₂纳米粒子表面形成树莓形的复合结构,构筑的薄膜具有较高的透光率（>90%）,较好地保留了玻璃基底的透过率,在紫外辐照条件下可在120 min内完全降解有机污染物,具有高效的光催化自清洁功能。水...     

纳米Fe2O3作为颜料在涂料中的应用

着重研究了纳米Fe2O3对铁红醇酸底漆的改性作用和纳米Fe2O3加入方式.做了二组典型实验,第一组是将纳米Fe2O3在底漆制备过程中以颜料的形式加入制得纳米复合铁红醇酸底漆,然后与用同样制备工艺和配方但未加入纳米Fe2O3的底漆漆膜性能相对比,发现加入纳米Fe2O3的纳米复合铁红醇酸底漆在耐冲击性、耐磨性、硬度、耐盐雾性、耐水性和抗离子渗透性等,比未加入纳米Fe2O3的铁红醇酸底漆有所提高.第二组实验是将纳米Fe2O3直接加入到成品铁红醇酸底漆中,然后与未加入纳米Fe2O3的底漆对比,发现两种漆在性能上没有明显差别.由此得出纳米Fe2O3应在涂料制备过程中加入才能发挥其作用.     

疏水型自清洁涂料的制备与性能研究

采用机械共混法,通过添加疏水性纳米SiO2对PRTV硅橡胶涂料进行改性,研究了纳米SiO2的添加量对改性PRTV涂层表面疏水性的影响,并探讨了涂层表面的微结构与其水接触角的内在关系。结果表明:利用共混法将疏水性纳米SiO2加入PRTV涂料中,可以制备出具有超疏水性的复合涂料,其涂层的水接触角可由106°提高到150°。     

纳米复合及表面改性铸型醇基粉状涂料的研究

为改善醇基粉状涂料的悬浮稳定性,采用纳米复合和表面改性技术制备了系列醇基粉状涂料。通过扫描电镜考察了粉状涂料的微观形貌,并进行了涂料的实际浇注试验。分析和试验结果表明：研制的醇基粉状涂料无须引发,加醇搅拌后即能制得具有良好悬浮稳定性的浆状涂料;浇注的铸件表面光洁,无粘砂等缺陷。     

纳米TiO2/白氟聚氨酯复合涂层的制备及抗老化性能研究

为了改善纳米TiO2的分散性以及增强聚氨酯涂层的抗老化性能,在硅烷偶联剂改性纳米TiO2的基础上,接枝上甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的共聚物,制得微胶囊纳米TiO2粉体,并借助于FT-IR、SEM表征复合粒子结构和形貌.用改性后的金红石型纳米TiO2制备TiO2/白氟聚氨酯复合涂层,利用人工加速老化的方法,在老化前后不同阶段测试纳米复合涂层的基本性能.试验结果表明:TiO2的添加能提高复合涂层的抗老化性能,且当TiO2添加量为3%时,其基本性能最佳,抗老化性能最好.     

纳米阻燃母液提高APP/PER/MEL防火涂料耐水性研究

用Solsperse17000超分散剂对纳米二氧化硅和纳米氢氧化镁表面进行包覆改性,再加入树脂、助剂等,经球磨和超声波分散制成纳米阻燃母液,并配制出不同纳米母液含量的纳米改性防火涂料.用透射电子显微镜分析(TEM)和红外光谱分析(FT-IR)研究纳米粒子分散状态和稳定机制.用红外光谱分析(FT-IR)、扫描电子显微镜分析(SEM)、浸水失重曲线分析、差热分析(DTA)研究在水介质中纳米改性防火涂料形貌变化、分子结构变化、水介质传输行为和浸水前后防火涂层的热降解行为.结果表明:4%纳米阻燃母液能有效提高APP/PER/MEL防火涂料的耐水性,且不损害它的热降解行为和防火性能.