低表面能涂层老化性能研究

合成了全氟丙烯酸酯类聚合物,添加到涂料中制成低表面能涂层;将低表面能涂层暴露在室外或紫外灯下,发现全氟丙烯酸酯类低表面能材料疏水性能会迅速失效,利用红外光谱仪和X射线光电子能谱研究低表面能涂层的失效规律,涂层表面的羟基或双键等活性基团氧化可能是失效的主要原因。     

低表面能表面的制备方法

阐述了低表面能表面的应用,重点综述了低表面能表面的制备方法,主要介绍了表面工程技术法和低表面能涂料法,并提出了制备技术的不足.     

含氟低表面能修饰的超双疏涂层制备及其性能

目的 制备具有良好机械稳定性和化学稳定性的超双疏涂层材料。方法 采用三种尺寸的微纳米二氧化硅和环氧树脂制成微纳米凹凸结构,在此基础上修饰低表面能的氟碳单分子层,制备超疏水超疏油涂层。分别利用扫描电子显微镜、原子力显微镜和X射线光电子能谱,对涂层表面的形貌和成分进行分析。通过接触角测量仪测试涂层表面的接触角和滚动角。经过砂纸摩擦、耐化学腐蚀和耐溶剂性能测试,分别评价超双疏涂层材料的耐磨损性和化学稳定性。结果 涂层对水、乙二醇和花生油等表面张力在34~72 mN/m范围内的液体具有超疏特性。砂纸上机械摩擦5次循环后,对花生油的接触角保持在155?以上,滚动角保持在5?以下;摩擦10次循环后,对水和乙二醇的接触角均保持在154°以上,滚动角保持在2.5?以下。涂层经pH=14的碱溶液和正庚烷浸泡,168 h后,对水和乙二醇仍保持超疏性能;96 h后,与花生油接触角在153?以上,滚动角在10?~20?之间。结论 该涂层具有良好的超疏水超疏油性能及良好的耐磨损性和化学稳定性,在工业领域具有较大的潜在应用价值。     

高万振研究员谈低表面能涂层技术的发展与展望

为了促进低表面能涂层技术的研究与应用，4月10日在第5届全国表面工程学术会议期间，武汉材料保护研究所高万振研究员接受了本刊记者的采访。     

环保型高固含低表面处理容忍性环氧涂层的制备及其性能

为了满足钢结构设备表面的维修需要,制备了高固含低表面处理容忍性环氧涂层,并分别讨论了树脂含量、固化剂种类以及复配颜填料对于所制备涂层性能的影响。结果表明：采用最优配方(A组分中环氧树脂质量分数为25%,改性曼尼希碱为固化剂,磷酸锌、氧化锌、三聚磷酸铝、钼酸锌、复合铁钛粉复配体系为颜填料)制备的涂料具有较好的流动性和润湿性,在低表面处理基材上即可使用,成膜后涂层的防腐蚀性能优异。     

医用纯钛表面载银钙磷涂层的制备研究

在含有Ca、P元素和纳米银的电解液中,通过微弧氧化处理在医用纯钛表面制备出兼具抗菌元素银和生物活性元素Ca、P的载银钙磷复合涂层。通过SEM、XRD和EDS研究了电压对涂层的表面形貌、相组成和元素特征的影响,并利用XPS对涂层元素组成和纵向分布进行了分析。结果表明,涂层表面布满微孔,且含有较大量Ca、P元素和纳米银颗粒,纳米银主要以氧化物形式存在,并可根据改变微弧氧化电压来调整涂层中Ca、P和银元素的含量。     

环保无铜自抛光防污涂料的制备与性能研究

目的得到一种可以媲美传统含铜防污涂料防污效果的涂料配方,且具有对海洋环境友好的特点。方法首先筛选符合无铜涂料技术需求的环保型防污剂,并进行涂料配方研究,得到最优环保无铜防污涂料配方。结果设计开发的2组不同防污剂复配无铜自抛光防污涂料,其实际防污效果可以达到中期效防污涂料的评价标准,在实际防污效果上可以媲美3年期效以Cu2O为主防污剂的传统含铜自抛光防污涂料。2组防污剂复配配方为Econea/Dcoit及Econea/Zn PT,采用上述2种防污剂进行质量比1:1的防污剂复配,具有1+12的实际防污效果,并且在具有较好实际防污效果的同时,具备可以在海水中实现快速降解的优异环境友好性。在无铜涂料配方体系下,中期效防污涂料(3年)中丙烯酸锌树脂的最佳配方含量为40%~50%(湿重)。结论环保无铜防污涂料的各项性能良好,具有广谱、高效的防污效果。     

医用钛合金表面载银抗菌涂层的研究进展

介绍了抗菌涂层的应用背景、研究意义、分类与基本特性,初步探讨了载银抗菌涂层的抗菌作用机理,重点归纳和总结了国内外载银抗菌涂层的研究进展,最后展望了医用钛合金表面载银抗菌涂层的研究和发展方向。     

含环氧树脂微胶囊自修复涂层的制备及其性能

目的制备含环氧树脂微胶囊的二元自修复涂层,并对其力学性能和自修复性能进行研究。方法将自制环氧树脂E-51/三聚氰胺-脲醛树脂微胶囊和潜伏型固化剂(2-甲基咪唑)按一定比例添加到环氧树脂基体中,制备二元自修复环氧树脂涂层。利用漆膜弹性试验机、漆膜冲击试验机和万能拉伸试验机对涂层的弯曲性能、耐冲击性能和拉伸性能进行测试。利用扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)对涂层的自修复性能进行考察。采用EIS对涂层的电化学性能进行测试。结果成功制备了含环氧树脂微胶囊二元自修复涂层,当涂层中微胶囊的质量分数为3%时,涂层的冲击强度和拉伸强度分别提高了10.6%和14.6%。当涂层中2-甲基咪唑和微胶囊质量分数分别为6%和5%时,涂层的自修复性能较佳。当微胶囊质量分数为9%时,涂层的电化学阻抗值可达1.2×105?。结论微胶囊的加入可有效提高涂层的冲击强度和拉伸强度。随着涂层中潜伏型固化剂含量的增大,涂层的自修复性能增强。当潜伏型固化剂含量达到一定值时,涂层的自修复性能随着微胶囊含量的增大而增强。随着微胶囊含量的增加,涂层的电化学阻抗值增大。     

环氧改性聚硅氧烷污损释放涂层的制备及其力学性能研究

目的 以有机硅树脂为基体树脂,环氧树脂作为改性剂,制备了一种力学性能较高且具有污损释放特性的防污树脂涂层。方法 首先采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和环氧树脂(E51)反应得到硅烷化环氧树脂(ME51);然后以甲基三氯硅烷(MTS)、二甲基二氯硅烷(DDS)和苯基三氯硅烷(PTS)为原料,通过水解-缩合法制备有机硅树脂(PMPS);最后将ME51添加到PMPS树脂中,经常温固化得到具有高力学性能和低表面能特性的环氧改性硅树脂(MPMPS)。系统地研究了环氧含量对MPMPS树脂涂层力学性能和防污性能的影响。结果 与PMPS相比,当环氧含量(均以质量分数计)为30%时,MPMPS涂层的铅笔硬度从HB提升至4H,抗冲击性从30 cm提升至60 cm,柔韧性仍保持在3 mm,附着力从1.3 MPa提升至3.6 MPa,25 ℃下储能模量从206 MPa提升至503 MPa。MPMPS树脂涂层不仅具有良好的力学性能,还具有较低的表面自由能(24.66 mJ/m²);MPMPS在抗芽孢杆菌黏附实验、抗三角褐指藻黏附实验和90 d浅海浸泡的防污实验中,表现出与PMPS同样优异的污损释放性能。结论 当环氧含量为30%时,MPMPS涂层表现出最佳的力学性能,同时具有良好的防污性能。     

新型低表面能防污涂料在网箱网衣中的应用研究

将低表面能防污涂料应用于养殖网箱网衣中,将氟化物、辣椒素作为添加剂加入树脂基体中,利用二者的协同作用,达到防止海洋污损生物附着的效果.将试验网衣进行浅海挂网试验,试验网片被吊挂在试验海区生产网箱之间,通过每月吊挂一块新空白网片的方法来调查不同季节附着生物的种类和附着情况;每月一次定期对试验网片进行附着情况检查、拍照及称重,并进行试验海区理化因子的测定.结果证明这种新型低表面能防污涂料具有极佳的防污效果.进一步讨论了防污涂料的防污效果及影响防污效果的诸多因素.     

抗菌低表面能复合型海洋防污涂料的研究进展

海洋生物污损给海洋工程与装备带来了巨大的困难与挑战,低表面能型海洋防污涂料由于环境友好,近年来已发展成为防污涂料研究与开发的重点。通过在低表面能防污涂料中引入抗菌剂,制备具有复合功能的防污涂料,可进一步提高涂料的综合防污能力。针对该技术背景,首先对海洋防污涂料的技术原理和低表面能防污涂料的研究现状进行了简要介绍,分析了该类型防污涂料的技术优势,同时提出了其静态防污能力差、对细菌型污损生物抗污性能弱的技术短板;然后,围绕低表面能防污涂料抗菌复合改性这一焦点问题,从添加型和结构型2种抗菌复合改性方式入手,分别阐述了各自涂料的适用抗菌剂种类、主要制备方式和改性后涂料综合防污性能的相关研究成果;在此基础上,梳理了以上2类抗菌复合防污涂料存在的问题,并提出了针对性的解决途径;最后,提出了无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂应用于防污涂料的未来研究方向,并对抗菌低表面能复合型海洋防污涂料的发展与应用前景进行了展望。     

低表面能改性聚丙烯酸酯的合成及防污性能研究

目的制备环境友好型的海洋防污涂料,即低表面能海洋防污涂料。方法以含氟单体甲基丙烯酸十二氟庚酯(FMA)和含硅单体γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)为改性单体,以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,通过自由基共聚合制得氟硅改性的聚丙烯酸酯树脂层,采用傅里叶红外光谱和差示扫描量热法,分别对改性聚丙烯酸酯树脂的化学结构和热性能进行了分析表征。通过对改性聚丙烯酸酯树脂涂层的扫描电子电镜(SEM)分析、接触角测试、表面能计算、附着力测试、耐酸碱测试,防污性能测试等,探讨了FMA和KH570含量对树脂涂层性能的影响。结果当FMA、KH570的含量分别为15%、10%时,树脂涂层的接触角达到112.0°,表面能低至18.425 m J/m~2,附着力达到1级,具有良好的防污性能。结论氟单体和硅单体单独参与共聚改性均具有降低聚丙烯酸酯树脂表面能的作用,而氟单体和硅单体共同改性聚丙烯酸酯对树脂涂层表面能的降低更显著,可作为一种很有潜力的海洋低表面能防污涂料。     

天然产物基无铜自抛光防污涂料的制备与性能

随着人们环保意识的增强和环保法规的日益严格,不含重金属防污剂的环境友好防污涂料成为目前研究的热点。文中通过室内的接触角、水解失重和吸水率跟踪测试,研究了3种主链降解型聚丙烯酸锌树脂的表面润湿性能和自抛光性能;并将其与天然产物防污剂(Butenolide)复配制备了天然产物基无铜自抛光防污涂料,通过防污剂释放率测试和浅海浸泡试验对防污剂的释放行为和实海防污能力进行了研究。结果表明：主链降解型聚丙烯酸锌树脂H100Z具有优异的自抛光性能(质量损失可达8.4 mg·cm⁻²)和较低的溶胀程度(吸水率仅为12.3%),可作为Butenolide的载体,实现对其可控、稳定和持续的释放,该防污涂料在南海海域(深圳)和东海海域(厦门)浸泡3个月后均展现出优异的防污效果。     

舰船防污涂层技术的发展现状与趋势

分析了国内外舰船防污涂层技术的发展现状及新型无毒防污涂料研发的最新进展,指出新型防污涂层技术将向着防污涂料的无毒化、成膜物质的水性化、颜填料的超细化和防污机理的协同化方向发展,低表面能防污涂料将成为无毒防污涂层技术发展的主流.     

抽水蓄能机组过流表面超疏水涂层的制备及其阻垢防腐性能研究

目的提升过流表面的阻垢、防腐性能。方法通过电感耦合等离子光谱仪和离子色谱对江西某抽水蓄能电站过流表面垢质组成进行表征,分析垢质形成的主要因素。采用Q235低碳钢片模拟抽水蓄能机组过流表面,并通过在过流表面构筑超疏水表面涂层,来提升其阻垢和防腐性能。采用商品化的Zonyl?TM作为疏水改性剂,通过乳液聚合法制备改性Si O_2微球-含氟聚合物混合涂膜液。通过喷涂法在Q235低碳钢片上制备超疏水表面。通过挂片试验考察超疏涂层的阻垢、防腐性能。结果 Q235低碳钢片超疏水涂层表面水滴接触角达到了151.8°,表面能降低至5.1m N/m,水滴滚动角为7.8°,表现出良好的超疏水性。在挂片试验中,未涂覆超疏水涂层的钢片表面存在严重腐蚀,而涂覆超疏水涂层的钢片表面未见腐蚀现象。涂覆超疏水涂层后,钢片表面的结垢总增重从涂覆前的45 g/m~2降低至5 g/m~2,降低了88.9%。结论通过喷涂法在模拟过流表面经过一次涂覆成功制备了超疏水涂层,有效避免了表面的腐蚀,并显著减缓了表面的结垢。该方法在过流表面的阻垢、防腐方面展现出了良好的应用前景。     

溶蚀型海洋防污涂料制备及其性能

目的 合成具有溶蚀性能的丙烯酸基体树脂,用该树脂制备中期效短期效溶蚀型海洋防污涂料。方法 自由基聚合法合成具有溶蚀性能的丙烯酸基体树脂,用该基体树脂配以市场价格较便宜性价比较高的有机类防污剂代森锌、吡啶硫酮锌、敌草隆等,颜填料,助剂等制备溶蚀型海洋防污涂料。通过实海挂板试验、耐淡水浸泡测试、涂层微观样貌对涂层进行表征。结果 丙烯酸基体树脂聚合物的数均分子量控制在25 000左右较为合适,即聚合反应温度控制在110 ℃,引发剂用量为4份时较为合适。羧酸单体的含量为25%~30%时,基体树脂具有较好的溶蚀性能。制备的溶蚀型防污涂料经24个月实海挂板试验验证,具有优异的防污期效,经过12个月淡水浸泡,涂层不起泡、不脱落。防污涂层表面微观样貌表征,基体树脂的溶蚀性能,防污剂溶出后,涂层表面粗糙度增大,表面留有孔洞。结论 该溶蚀型防污涂料具有优异的防污性能,能够防止海洋附着生物对船底和其他海洋设施的污损,可适用于中小型渔船对短期效海洋污损防护需求。