聚苯胺/叔氟丙烯酸酯乳液的研制及复合乳胶涂层的防腐蚀性能

为了提高聚苯胺乳液与丙烯酸酯类乳液的混溶稳定性,以苯胺为单体、过硫酸铵为引发剂,加入不同乳化剂制备了一系列聚苯胺(PANI)乳液,研究了不同乳化剂对PANI乳液稳定性及PANI乳液与叔氟丙烯酸酯(VFAc)乳液混溶稳定性的影响;同时,研究了聚苯胺/叔氟丙烯酸酯(PANI/VFAc)复合乳胶涂层的防腐蚀性能。结果表明:选取十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂制备的聚苯胺乳液,具有较好的稳定性以及与VFAc乳液的混溶稳定性,且制备的复合乳胶涂层具有较好的防腐蚀性能,在3.5%NaCl溶液中腐蚀电流密度为7.03×10~(-8)A/cm~2,电化学阻抗值可达到108Ω·cm~2,在pH值较为宽泛(pH=1~13)的腐蚀环境中均可应用。     

水性聚苯胺/叔氟丙烯酸酯复合防腐涂层的制备及性能

为研究水性聚苯胺/叔氟丙烯酸酯（PANI/VFAc）复合涂层对Q235钢防腐蚀性能的影响,首先,以叔碳酸乙烯酯（Veova 10）和甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）为功能单体合成了VFAc乳液,并将其与PANI乳液混合后涂刷在Q235钢表面,制备了PANI/VFAc复合涂层;然后,采用TEM和FTIR对VFAc的结构进行了表征,采用XPS和接触角（CA）研究了复合涂层的表面性能,采用电化学方法研究了不同改性丙烯酸酯乳液对复合涂层防腐蚀性能的影响。结果表明:PANI/VFAc复合涂层的水接触角为97.56°,湿附着力等级为0,涂层表现出较好的疏水性;其腐蚀电流密度为8.72×10-8 A·cm-2,电化学阻抗达到106 Ω·cm2。所得结论表明PANI/VFAc复合涂层对Q235钢具有良好的防腐蚀性能。      

苯胺/硅丙共聚乳液的制备及防腐蚀性能研究

采用乳液聚合法在含硅丙烯酸酯乳胶粒子上接枝苯胺,制备苯胺/含硅丙烯酸酯(苯胺/硅丙)共聚乳液。通过电化学交流阻抗谱(EIS)、塔菲尔(Tafel)曲线测试了共聚乳液涂层对Q235钢的防腐蚀性能,研究了共聚乳液中乳化剂种类和乳化剂用量对涂层防腐蚀性能的影响,且对涂层的接触角和附着力进行了测试。利用透射电子显微镜(TEM)、粒径分析(PSD)和X射线衍射(XRD)对共聚乳液及乳胶粒子进行表征。结果表明:苯胺成功地接枝到含硅丙烯酸酯链上,制备的乳胶膜具有良好的附着力、疏水性能,且当乳化剂为SDBS,用量占乳液总质量的0.8%时,共聚乳液涂层具有较好的防腐蚀性能。     

丙烯酸酯-苯胺核壳共聚乳液的制备及其防腐蚀性能

为了提高聚苯胺乳液的成膜性、附着力和防腐蚀性能,以丙烯酸酯乳胶粒子为种子,采用核壳乳液聚合法制备丙烯酸酯-苯胺核壳共聚乳液,直接将其涂刷在Q235钢表面成膜。分析了核壳共聚机理,用红外光谱(FTIR)和透射电子显微镜(TEM)对共聚物的结构及形貌进行了表征;通过接触角、吸水率、附着力、Tafel曲线及电化学阻抗谱测试研究了苯胺用量对涂层疏水性、附着力和防腐蚀性能的影响。结果表明:制备的核壳共聚乳液乳胶粒子具有明显的核壳结构;当苯胺用量为1.00%时,核壳共聚乳液涂层的水接触角为81.2°,附着力为1级,腐蚀电流密度仅为10-8.0A/cm2,电化学阻抗值达到了105Ω,具有良好的防腐蚀性能。     

溶胶-凝胶法超疏水含氟硅聚氨酯丙烯酸酯/SiO2杂化涂层的制备

以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为前驱体,在含氟硅聚氨酯丙烯酸酯(FSiPUA)复合乳液中采用溶胶-凝胶法制备了超疏水杂化涂层。考察了MTES/TEOS的摩尔比和FSiPUA复合乳液用量等对涂层表面粗糙度、疏水性、成膜性等表面性能的影响。通过扫描电镜和接触角仪表征了涂层的微观结构及疏水性,利用马尔文粒度分析仪和傅里叶红外光谱仪分析了二氧化硅(SiO2)的平均粒径和化学结构。结果表明,随着MTES/TEOS摩尔比增加,杂化涂层的表面粗糙度逐渐下降,疏水性先增大后减小;随着FSiPUA复合乳液用量增加,涂层的成膜性逐渐变好;当(TEOS+MTES)∶C2H5OH∶NH3·H2O∶AMP-95的摩尔比为1∶6.67∶1.83∶0.24,MTES/TEOS摩尔比值为5,FSiPUA复合乳液用量为20%时,涂层具有超疏水特性,其水接触角(WCA)和滚动角(SA)分别为161.5°和2.8°,涂层表面对水滴具有优异的不粘附性。     

改性石墨烯/聚苯胺的制备及其环氧涂层的防腐蚀性能

为了改善环氧树脂防腐蚀涂料存在的孔洞缺陷,以改性石墨烯/聚苯胺复合材料作填料来提高环氧涂料的防腐蚀性能。首先采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),再利用对苯二胺还原GO得到改性石墨烯(PGO),进一步制备出改性石墨烯/聚苯胺(PGO/PANI)复合材料。通过拉曼光谱仪、场发射扫描电镜等研究了PGO/PANI的结构和微观形貌,利用盐雾试验、Tafel曲线和电化学阻抗谱研究了 PGO/PANI的防腐蚀性能。结果表明:PGO/PANI涂层的腐蚀等级由空白环氧涂层的10级提高到5级;PGO与PANI有良好的协同作用,PGO与苯胺单体质量比为0.10时,所制备的PGO/PANI复合涂层的防腐蚀效果较好,腐蚀电压为-194.59mV (vs SCE)、腐蚀电流密度为2.12×10^-9A/cm^2.     

原位无皂阴离子聚氨酯/丙烯酸酯微乳液的制备及对纸张疏水性处理研究

以原位无皂乳液聚合法,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯多元醇(PCL)、二羟甲基丁酸(DMBA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料,制备聚氨酯/丙烯酸酯微乳液(PUA),并研究微乳液对纸张疏水性影响。研究表明当m(DMBA)=8%,m(HEA)=4%,n(NCO)/n(OH)=1.6,m(PU)/m(PA)=1∶1时,经PUA微乳液表面处理后,纸张于水的渗透时间较空白纸样提高了73%,明显改善纸张的疏水性。采用FT-IR、TGA、SEM及动态接触角对PUA结构以及表面处理前后纸张性能变化进行了表征。FT-IR和TGA均证实丙烯酸酯组分的引入获得了聚氨酯/丙烯酸酯的复合结构,且聚合物热稳定性较PU明显提高;SEM观察证实,经PUA微乳液处理后纸纤维表面变得光滑,裂纹明显减少;动态接触角分析表明,水在纸表面所成的初始接触角达118°,且在300s内,其随时间变化较小。     

含氟丙烯酸酯共聚物乳液的制备与性能研究

目的确定含氟丙烯酸酯共聚物乳液的最佳配方,研究其涂膜表面的疏水疏油性、热力学稳定性等性能。方法以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)为原料,丙烯酸十三氟辛酯(PFOA)为含氟单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)和十二烷基磺酸钠(SDS)为复合乳化剂,去离子水为分散介质,采用半连续种子乳液聚合法制备核壳型含氟丙烯酸酯共聚物乳液。通过CA,FTIR,DSC,TG和AFM等仪器,对共聚物涂膜的疏水疏油性能、热力学性能及表面化学成分进行表征。结果当乳化剂(OP-10与SDS的质量比为2∶1)的质量分数为3%、引发剂(APS)的质量分数为0.6%、丙烯酸十三氟辛酯(PFOA)的质量分数为9%时,单体转化率最高、凝胶率最低,涂膜对水和十六烷的接触角分别为114°和85°。结论合成的乳液具有良好的疏水疏油性和热力学稳定性等性能,适合油墨罐内壁涂料等产品。     

水性聚苯胺/蒙脱土/丙烯酸乳液复合防腐蚀涂层研究

采用原位化学氧化聚合方法制备了聚苯胺/蒙脱土复合材料,并以丙烯酸乳液为成膜物,制备了水性聚苯胺/蒙脱土/丙烯酸乳液复合防腐蚀涂层材料。研究了蒙脱土与苯胺的配合比、聚苯胺/蒙脱土复合材料用量、磷酸浓度等对复合涂层防腐性能的影响。实验结果表明,苯胺/蒙脱土复合材料具有片层结构,聚苯胺/蒙脱土/丙烯酸乳液复合涂层对马口铁具有较好的防护效果,当蒙脱土与苯胺质量配合比为2∶10,聚苯胺/蒙脱土复合材料用量为0.10%(wt,质量分数),磷酸浓度为0.10mol/L时,制得的水性聚苯胺/蒙脱土/丙烯酸乳液复合防腐涂层,腐蚀电流为2.187×10~(-6) A/cm~2,极化电阻为14455.9Ω,复合涂层具有最佳的防腐性能。     

高羟基水性丙烯酸酯乳液及其防腐蚀涂料的制备及性能

以丙烯酸酯类为单体,通过半连续乳液聚合并对乳化剂和引发剂进行调控,制备出性能优异的水性羟基丙烯酸酯乳液。为了表征乳液的各项性能,提升丙烯酸酯涂料的防腐蚀能力,将乳液与其固化剂作为基体,加入氧化铁防锈颜填料制备出水性防腐蚀涂料。通过乳液的粒径分布及稳定性确定复配乳化剂添加量3.0%(质量分数,下同)、引发剂添加量0.6%、羟基含量1.5%时的乳液性能最佳。对漆膜进行极化曲线测试分析表明,当氧化铁颜填料掺入量为固化体系的30.0%时,漆膜具有腐蚀电位高和腐蚀电流密度小的特点;通过EIS分析研究发现氧化铁粒子的存在及其均匀分布能够有效地隔绝腐蚀介质的进入和扩散,减弱了介质带电离子的迁移,从而降低了腐蚀速率,提升了水性羟基丙烯酸酯涂料的防腐蚀性能。     

丙烯酸酯/纳米SiO_2复合细乳液的制备与表征

使用纳米SiO2粉体与丙烯酸酯单体通过细乳液聚合制备出丙烯酸酯/纳米SiO2复合乳液。采用红外光谱法(FT-IR),透射电子显微镜(TEM),拉力试验机以及热分析仪等对复合乳液及其胶膜的结构、形貌、耐热性及力学性能进行了表征。研究了纳米SiO2的用量对复合乳液及其胶膜性能的影响。结果表明:丙烯酸酯/纳米SiO2复合乳液粒子具有核壳结构;纳米SiO2粒子的加入,提高了乳胶膜的热稳定性和力学性能;当SiO2用量为5%(质量分数)时,胶膜的透光性能较好。     

仿蝶翅超疏水涂层的制备研究

以丙烯酸六氟丁酯(HFBA)和含双键的硅树脂(SR)共聚合成疏水乳液,涂敷在棉织物表面上,然后再涂敷十六烷基二甲基苄基氯化铵(HDBAC)改性的蒙脱土(MMT),制备出超疏水涂层。对产物进行了XRD和扫描电镜分析,并考察了单体质量比、疏水乳液及MMT涂覆次数对棉织物疏水性能的影响。结果表明,制备的乳液-蒙脱土复合涂层在棉织物表面形成了类似蝶翅表面的微米-纳米二级结构。当单体SR与HFBA的质量比为5∶18,乳液和MMT分散液浸涂分别为3次和2次时,可使棉织物表面获得良好的超疏水性,接触角可达159.11°。     

A3碳钢表面PDMS-SiO_2/PANI超疏水膜的制备及其防腐蚀性能

为了提高超疏水膜的使用寿命,通过改变聚二甲基硅氧烷修饰的二氧化硅(PDMS-SiO_2)纳米粒子的含量,用简单的提拉法在A3碳钢表面构建一层包含聚苯胺(PANI)、PDMS-SiO_2和环氧树脂的超疏水膜。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱仪和接触角测量仪对其表面进行表征。PDMS-SiO_2纳米粒子不仅能够增加膜的表面粗糙度,而且能够降低膜的表面能,当PDMS-SiO_2含量达到25.0%时,所制备的膜具有超疏水性。采用电化学工作站对复合膜的防腐蚀性能进行研究,结果表明:与传统的聚苯胺环氧树脂涂层相比,采用PDMS-SiO_2/PANI构建的超疏水膜具有更好的防腐蚀效果。     

SiO2或TiO2纳米粒子/含氟聚丙烯酸酯复合涂层的制备及其防腐蚀性能

通过在含氟聚丙烯酸酯(PFHI)溶液中添加固体纳米粒子,经涂覆热固化后得到了厚度约为1 μm的SiO₂或TiO₂纳米粒子/PFHI复合涂层,考察了SiO₂或TiO₂两种纳米粒子质量分数对复合涂层表面性质和防腐蚀性能的影响。利用Tafel极化曲线和电化学交流阻抗(EIS)测试研究了复合涂层在3.5wt% NaCl溶液中的电化学防腐蚀性能,并运用XPS、衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、TG-DTA、SEM、光学接触角(OCA)手段对复合涂层进行表征。结果表明,添加SiO₂或TiO₂纳米粒子均可大幅提高PFHI涂层的电化学防腐蚀性能,SiO₂与PFHI质量比为0.3的SiO₂/PFHI复合涂层电荷转移阻抗值R_ct与PFHI涂层相比上升了2个数量级。SiO₂或TiO₂纳米粒子增大了涂层表面粗糙度,与PFHI紧密结合形成致密的复合涂层,提高了涂层的疏水性和致密性,从而改善了涂层的抗腐蚀性能。      

纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液的制备及应用

将经正硅酸乙酯原位水解形成的纳米SiO2引入到丙烯酸酯乳液合成过程中,可制备具有互穿网络结构的纳米SiO2／聚丙烯酸酯复合乳液。将复合乳液配入到市售的硅丙乳液中制备了水性涂料,并表征了复合乳液涂膜和涂料的性能。结果表明,复合乳液涂膜的表面性能和热稳定性能均优于普通的丙烯酸酯类乳液;加入部分合成的复合乳液制备的涂料,可显著提高其耐候性与耐污性。     

有机硅乳液的研究及进展

本文介绍了五种类型的有机硅乳液：聚硅氧烷乳液、硅微乳、聚硅氧烷／丙烯酸酯共混乳液、共聚乳液及复合乳液的制备方法，对各种乳液的性能及应用进行了综合评价，提出了有机硅乳液的发展前景。     

原位聚合法制备纳米SiO2/PTFE改性丙烯酸酯复合乳液研究

以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、丙烯酸正丁酯(BA)、2-甲基-2-丙烯酸十三烷基酯(TDMA)、硅酸乙酯(TEOS)和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS)为反应单体,聚四氟乙烯(PTFE)分散液作种子,通过原位聚合法和种子乳液法制备出纳米SiO_2、PTFE协同改性的丙烯酸酯(SiO_2/PTFE/PA)复合乳液。利用傅里叶变换红外光谱仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、热重分析仪和接触角/界面张力测量仪对复合乳液的结构与性能进行了表征和测试。结果表明:当PTFE占体系中丙烯酸酯类单体总质量16%、纳米SiO_2用量为2.4%(质量分数)时,复合乳液平均粒径为151nm,胶膜表面水接触角为112.3°,吸水率为3.8%;在热失重5%和10%条件下,纳米SiO_2/PTFE/PA胶膜热分解温度分别为347.7℃和375.5℃,相比改性丙烯酸酯胶膜热分解温度分别提高了59.6℃和27.7℃,疏水性和耐热性均有显著提高。     

聚(苯胺-含硅丙烯酸酯)乳胶膜的防腐蚀性能

为了提高丙烯酸酯乳液的防腐蚀性能和聚苯胺的成膜性能,以乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)为功能单体合成了含硅丙烯酸酯乳液,并以此乳液为种子合成了聚(苯胺-含硅丙烯酸酯)乳液,研究了软硬单体比、甲基丙烯酸(MAA)含量和VTMS含量对共聚乳胶膜性能的影响。结果表明:当软硬单体质量比为1∶1,MAA质量分数为4%,VTMS质量分数为6%时,制备的乳胶膜具有较好成膜性、疏水性(接触角89.3°,吸水率8.1%)、弯曲性和附着力,在3.5%NaCl溶液中的腐蚀速率为2.75×10~(-4)mm/a。     

含氟丙烯酸酯复合乳液的制备及性能

含氟丙烯酸酯性能优异,目前以丙烯酸六氟丁酯(HFBM)单体合成水性含氟丙烯酸酯乳液的报道较少。以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)为主要单体,HFBM为功能单体,采用预乳化工艺合成了含氟丙烯酸酯复合乳液,优化了乳液合成条件(复合乳化剂配比、引发剂用量、含氟单体用量),并用红外光谱和热重分析研究了优化条件合成乳液的结构和其所成乳胶膜的热稳定性。结果表明:复合乳化剂中m(十二烷基硫酸钠)∶m(曲拉通X-100)=3∶2,引发剂(过硫酸钾)用量为1.0%,含氟单体用量为9%时,合成的含氟丙烯酸酯复合乳液性能最好,具有较大的单体转化率和较小的凝胶率,乳胶膜有较大的拉伸强度;HFBM被成功地引入聚合物链段结构中,并使聚合物的热稳定性大幅提高。     

聚苯胺/凹凸棒石与磷钛粉协同型防腐蚀涂料的性能

传统的聚苯胺颗粒粗大,在涂料中分散性差,涂料制备成本高。以聚苯胺/凹凸棒石(PANI/ATP)与磷钛粉为防腐蚀填料,环氧树脂为成膜物质,制备了聚苯胺/凹凸棒石与磷钛粉(PAP-C)协同型防腐蚀涂料。通过电化学交流阻抗(EIS)和开路电位(OCP)对其涂层防腐蚀性能进行了表征,探讨了PANI/ATP用量、颜基比和分散剂用量对PAP-C涂层的力学性能和防腐蚀性能的影响。结果表明:PAP-C涂层较磷钛粉(P-C)涂层具有更好的防腐性能及更高的耐冲击强度;当PANI/ATP用量为4%,颜基比为1.00,分散剂用量为1.0%时,PAP-C涂层耐冲击强度50 cm,附着力1级,柔韧性2 mm,可耐中性盐水(3.5%Na Cl)腐蚀60 d。