点击化学法制备三硅型偶联剂及性能研究

以单硅型偶联剂巯丙基三甲氧基硅烷(MPS)、三烯丙基异氰脲酸酯(TI)为原料,使用2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮为光引发剂,365 nm紫外光下反应获得了三硅型偶联剂(TI-MPS),产率94%。通过红外光谱、核磁谱图确定了产物结构。研究TI-MPS水解液在金属表面固化后的性能,结果表明,在马口铁片表面固化后的TIMPS膜层耐冲击大于100 cm·kg,耐弯曲1级,极化电阻为7 459.3Ω·cm2,各项性能均优于单硅型MPS膜层。盐雾加速腐蚀实验表明,TI-MPS防护性能明显优于MPS,在用于铝片的防护时可耐1 000 h盐雾腐蚀。     

双硅型偶联剂的合成及防腐蚀性研究

以巯丙基三甲氧基硅烷(MPS)、双酚A双烯丙基醚(BBA)为原料,通过巯基-烯烃点击反应,生成双硅型硅烷偶联剂(BSC,产率95%)。红外(FTIR)分析表明,反应后原料的双键伸缩振动吸收峰v_(C=C)、v=(C—H)、v_(S—H)均消失,说明发生了反应;核磁分析(~1H NMR)表明产物结构为目标产物BSC。将BSC配制成水解液后加热固化成膜,采用热重分析仪(TGA)、极化曲线法(PCA)、盐雾腐蚀试验(SPT)等方法分析膜层的热稳定性、耐腐蚀等性能。结果表明,BSC膜层热稳定性能优于MPS水解液膜层;极化电阻为17 833Ω/cm~2,腐蚀速率为1.18×10~(-2)mm/a;盐雾加速腐蚀实验表明,BSC的防护性能明显优于MPS;BSC膜层耐冲击性能大于100 cm·kg,耐弯曲性能1级,附着力0级,硬度2H。     

偶联剂改性镀银铝粉填充型电磁屏蔽硅橡胶的性能研究

研究偶联剂种类和用量以及盐雾试验对镀银铝粉填充型电磁屏蔽硅橡胶性能的影响。结果表明:加入偶联剂KH-550和NDZ-105,电磁屏蔽硅橡胶的体积电阻率(ρv)增大,物理性能变差,耐盐雾性能无明显改善。加入偶联剂VTPS的硅橡胶的屏蔽效能和耐盐雾性能较好,当偶联剂用量为3份时,ρv达到5.7×10-3Ω.cm,在30 MHz～10GHz频率范围内,屏蔽值(SE)大于78 dB,在1 GHz处有最大SE,为129.4 dB;盐雾试验后的ρv为6.7×10-3Ω.cm,在30 MHz～10 GHz频率范围内,SE大于76 dB,在1 GHz处有最大SE,为128.6 dB。     

多官能度硅烷寡聚物的合成及其对马口铁的防腐性能

以二甲苯为溶剂,苄基三甲基溴化铵为催化剂,将2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷(KH-530)与均苯四甲酸酐(PMDA)反应,红外分析显示反应物PMDA的酸酐特征峰(νC=O,1860cm~(-1)与1769cm~(-1))消失,产物中出现了酯基吸收峰1730cm~(-1),表明制得了多官能度硅烷寡聚物(PSO)。将KH-530及PSO水解后分别制备马口铁片防护涂层,测试涂层的机械性能、热稳定性和防腐蚀性能。结果表明,PSO涂层的硬度达到了4H,而KH-530涂层硬度仅为1H;两者耐冲击性能均超过100cm·kg,耐弯曲性能均达到1级;热重分析表明,在高温下PSO涂层的热稳定性较好,低温区热稳定性略有降低;极化曲线拟合数据表明,PSO涂层的腐蚀速率0.1033mm/a,优于KH-530涂层;PSO涂层耐盐雾近500h无明显锈蚀。     

硅烷偶联剂WD-60在环氧防腐涂料中的应用

用硅烷偶联剂WD-60对环氧防腐涂料进行改性，制得了具有优异防腐功能的新型环氧涂料。研究了WD-60偶联剂对环氧防腐涂料附着力和耐盐雾腐蚀性能的影响，确定了WD-60偶联剂的最佳用量。结果表明当颜填料和有机溶剂经脱水处理，WD-60偶联剂的用量为1．0％时，可较大幅度地提高环氧涂料的附着力和耐盐雾腐蚀性能，此时环氧涂料的拉开法附着力为16．3MPa，耐盐雾腐蚀达720h。     

户外钢结构用高光泽高硬度水性丙烯酸面漆的研制

研制了一种高光泽、高硬度和耐腐蚀性能优良的水性丙烯酸户外钢结构用面漆,讨论了成膜树脂种类以及成膜助剂、颜填料和分散剂的种类和用量对涂膜性能的影响.结果发现,选择聚氨酯改性苯丙乳液B作为成膜树脂,疏水分子改性羧酸钠盐A为分散剂(用量为0.4％),金红石型钛白粉C为颜填料(用量为14％),成膜助剂十二醇酯(Texanol)与二丙二醇丁醚(DPnB)用量均为4％时,所得漆膜的光泽度为74°,附着力0～1级,硬度H ～ 2H,正/反冲击强度为40/10 kg·cm,耐盐雾腐蚀时间达到330h,该水性丙烯酸面漆可用于户外钢结构的腐蚀防护.     

不同镀层结构钢的耐盐雾腐蚀性能比较

通过盐雾试验模拟潮湿环境,对裸钢试片、电镀锌钢试片、化学镀镍-磷钢试片和化学镀镍-钴-磷钢试片进行了宏观形貌、微观形貌和腐蚀产物成分分析,比较了四个试片的耐盐雾腐蚀性能。结果表明:在盐雾环境中,四个试片均会发生电化学腐蚀,生成不同的腐蚀产物;在盐雾腐蚀周期内,裸钢试片的腐蚀速率最高,化学镀镍-磷钢试片和化学镀镍-钴-磷钢试片的腐蚀速率较低;四个试片在腐蚀过程中的阳极反应和阴极反应不同,腐蚀后的微观形貌存在明显差异。     

含碳化钨的镍基和铁基合金激光熔覆层的组织结构与耐盐雾腐蚀性能

采用激光熔覆技术在4Cr5Mo SiV1(H13)钢表面制备了含WC的镍基和铁基合金防护层。借助扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和盐雾腐蚀试验箱评价了熔覆层的微观形貌、元素成分、组织结构和耐蚀性。结果表明,H13粉末+20%WC复合熔覆层中WC与H13钢的合金元素发生了化学反应,形成新的碳化物分布于晶界,减少了含氯离子的腐蚀介质的渗透通道,阻止了腐蚀介质渗入熔覆层内,其耐盐雾腐蚀性能优于H13粉末熔覆层及Ni55粉末+20%WC复合熔覆层。     

纳米二氧化硅改性环氧涂料在建筑护栏中的防护应用

纳米二氧化硅改性环氧树脂涂料因在树脂分子链中引入了Si─O柔性链段和富有弹性的网状硅氧四面体结构,使得涂层的柔韧性和附着力得到显著改善,防腐蚀性能提高。以纳米二氧化硅改性环氧涂料为底漆、丙烯酸聚氨酯涂料为面漆,应用于海南某高级酒店护栏的防护中,详细介绍了涂层体系的施工工艺,包括底材前处理、喷涂纳米二氧化硅改性环氧底漆、刮涂腻子层、喷涂丙烯酸聚氨酯面漆以及修补,测试了复合涂层的性能。结果表明,该复合涂层附着力1级,冲击强度≥50 kg·cm,柔韧性≤1 mm,硬度≥2H,耐盐雾腐蚀时间≥3 000 h,耐人工加速老化时间≥1 000 h。该涂层配套体系在酒店护栏上使用一年后,涂层无失光、变色等现象,显示出优异的防护性能和装饰性能。     

石墨烯改性阴极电泳涂料的研究

以双酚A环氧树脂,3,5-二甲基吡唑和甲戊酮肟全封闭的异佛尔酮二异氰酸酯,氧化石墨烯和聚酰胺树脂为主要原料,合成了一种高耐蚀性的石墨烯改性阴极电泳涂料,其固化温度为120°C。探讨了相关的反应机理。测得涂膜的性能如下:附着力0级,铅笔硬度4H,耐冲击性(1 kg)60 cm,耐盐雾腐蚀时间2 500 h。     

一种变压器外壳用防腐导热涂层体系的制备及性能

以导热填料氮化硼和氟碳树脂制备了耐候散热面漆,再与环氧富锌底漆配套作为变压器用涂层体系。考察了氮化硼的粒径及用量对氟碳涂层导热系数的影响。通过电化学阻抗谱、盐雾腐蚀试验、导热系数测量和人工加速老化试验来评价涂层体系的综合性能。结果表明,涂层体系(底漆80μm+面漆30μm)的导热系数为2.147 W/(m·K),耐盐雾时间为1 000 h,耐老化时间达1 500 h,对碳钢基材有优异的防护性能。     

有机-无机杂化环氧涂层的合成与性能研究

以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为水解前驱体,γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为偶联剂。采用溶胶-凝胶法合成了有机-无机杂化环氧树脂。研究了水解单体和用水量对涂层性能的影响。结果表明:当水与水解单体物质的量比为4∶1时,杂化涂层附着力为1级,硬度为4H,耐盐雾时间达到360 h。电化学测试表明,在低频区杂化涂层阻抗值可达105Ω·cm2,比铝合金裸板阻抗值高出2个数量级。表现出良好的防腐蚀性。热重分析显示,杂化树脂具有优异的热稳定性能。利用红外光谱与核磁共振分析了杂化涂层的组成和结构;同时,探讨了溶胶-凝胶杂化涂层的反应机理。     

军用车辆有机涂层盐雾环境下腐蚀行为研究

为了探究车辆装备在东南沿海地区高盐雾恶劣环境下的腐蚀行为,采用电化学阻抗谱方法研究军绿有机涂层在盐雾环境下的腐蚀规律。通过提取低频阻抗模值|Z|_(0.1Hz)、高频相位角θ_(10 kHz)和相对介电常数ε_r3种特征参数评价了涂层的腐蚀防护性能。结果表明:涂层在盐雾环境下的腐蚀过程大致经历3个阶段:良好阶段、防护性能下降但仍具有保护作用阶段以及防护性能丧失阶段。通过对3种特征参数的分析,更加准确地得到了涂层在盐雾环境下腐蚀防护性能的变化过程,为军用车辆在东南沿海地区的腐蚀防护提供有力的技术支撑。     

石墨烯型防腐涂料的制备及性能研究

制备了一种由石墨烯、聚四氟乙烯、环氧树脂等作为主要成分的石墨烯型防腐涂料,然后通过喷涂的方式将石墨烯型防腐涂料在测试样件表面成膜,并研究了该防腐涂料的附着力性能、耐冲击性能、耐盐雾及耐水性能。结果表明:石墨烯型防腐涂料的附着力为1级,耐冲击性能为100 cm,耐盐雾及耐水性能较好,因此该防腐涂料具有较好的防腐效果。     

高性能环保无铬卷钢涂料的制备与性能研究

为了制备高性能无铬卷钢涂料,探讨了无铬防锈颜料、无铬底漆、卷钢基板种类及面漆类型对无铬卷钢常规性能以及耐盐雾性能的影响。结果表明：采用硅钙离子交换型防锈颜料制备的涂料耐盐雾性能最好;无铬环氧底漆的铅笔硬度、耐划伤性、切边盐雾和平板盐雾性能表现最好,但是切边盐雾要劣于聚酯和聚氨酯底漆;无铬卷钢底漆配合不同的面漆都表现出较为优异的性能;基板的类型对无铬卷钢涂料的常规性能影响不大,其中低铝锌铝镁基板的耐盐雾性能最好;无铬卷钢涂料与有铬卷钢涂料性能相当,但有铬卷钢涂料的耐盐雾性能稍优于无铬卷材涂料,尤其是切边盐雾和划线盐雾。综上,制备的无铬卷钢涂料可以替代有铬卷钢涂料。     

绿色建筑中节能环保材料的应用与实践研究

反射隔热涂料是一种热门的节能绿色环保建筑材料,具有成本低、降温效果好、防腐、防水、节能环保的优势,在建筑工程中有重要应用。笔者以A园住宅楼4幢施工为例,创建“绿化屋面+反射隔热墙面”节能3D模型,基于该模型进行耐火以及耐盐雾试验,并与耐盐雾隔热涂料、非耐盐雾隔热涂料进行横向对比,通过这种方式确定反射隔热涂料对于建筑节能率的影响。结果发现,屋面绿化结合耐盐雾隔热涂料可以达到较好的隔热效果,可以使建筑无节能措施能耗38 kW·h/(m²·a)降至34 kW·h/(m²·a),节能率达到10.26%。     

真空镀铝薄膜清漆用水溶性丙烯酸树脂的研制

采用溶液自由基聚合方法合成了水溶性丙烯酸树脂,将其配成清漆涂覆在真空镀铝薄膜表面,研究了丙烯酸酯单体种类以及混合单体反应浓度对清漆涂膜的耐盐雾性、附着力以及光泽度的影响,通过红外光谱对较佳条件下合成的丙烯酸树脂进行了表征。结果表明,随着丙烯酸酯单体酯醇碳链长度的增加以及混合单体中丙烯酸用量的减少,清漆涂膜对真空镀铝薄膜的防护作用逐渐增强。以丙烯酸十八酯(SA)和丙烯酸(AA)复配,当m(AA)∶m(SA)为1∶3,混合单体体积浓度为20%时,所制备的水溶性丙烯酸树脂清漆对真空镀铝薄膜的金属光泽影响较小,涂膜的耐盐雾性为1级,附着力为0.82N/mm2,能够满足真空镀铝薄膜的防护要求。     

端乙烯基聚二甲基硅氧烷合成反应动力学的研究

以八甲基环四硅氧烷(D4)、四甲基四乙烯基环四硅氧烷为单体，端乙烯基硅油为封端剂，四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]为催化剂，合成了端乙烯基聚二甲基硅氧烷(Vi—PDMs)和端乙烯基聚甲基乙烯基硅氧烷(Vi—PMVS)；并对其反应动力学进行了研究。结果表明，在以(CH3)4NOH为催化剂、D4和端乙烯基硅油为原料合成Vi-PDMS的反应中，110℃下反应速度较快，平均摩尔质量略低；在95℃和110℃下的单体转化率均为85％左右；产物的粘度与聚合物的数均摩尔质量的关系为lg17=4．351g-↑Mn-16．24。合成Vi—PMVS的反应在110℃时的反应动力学规律与Vi—PDMS基本一致，其摩尔质量随反应时间的延长出现更明显的峰值。     

核壳型聚硅氧烷改性丙烯酸酯乳液的合成与表征

以八甲基环四硅氧烷(D4)和四乙烯基四甲基环四硅氧烷(D4Vi)为有机硅单体,十二烷基苯磺酸(DBSA)为催化剂,采用预乳化半连续种子乳液聚合工艺,在核壳型丙烯酸酯乳液的合成过程中,通过壳层聚合阶段的接枝共聚反应引入聚有机硅氧烷,制备出核壳型聚有机硅氧烷改性丙烯酸酯乳液。考察了DBSA、D4Vi和D4用量对乳液和乳胶膜性能的影响,并借助透射电镜和全反射红外光谱仪进行了表征。结果表明:有机硅单体的加入可显著改善聚丙烯酸酯乳胶膜的耐水性,当DBSA、DV4i和D4的质量分数分别为2%、4%和15%时,乳胶膜的吸水率为4.7%,对水的接触角为84°,冲击强度为53 cm,弯曲强度为2 mm,铅笔硬度为H。     

侧基为苯环的改性环硅氧烷的合成及其对硅橡胶性能的影响

通过甲基二苯基硅烷(Me Ph_2Si H)改性四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D_4~(Vi))制得了2种含有不同苯环侧基浓度的改性环硅氧烷,采用核磁共振表征了改性环硅氧烷,并研究了改性环硅氧烷对硅橡胶阻尼性能及物理机械性能的影响。结果表明,2种改性环硅氧烷分别为D_4~(Vi)分子中3个乙烯基基团与Me Ph_2Si H发生硅氢化反应的产物和D4Vi与Me Ph_2Si H完全硅氢加成反应的产物; 添加改性环硅氧烷能够提高硅橡胶的阻尼性能,且侧基浓度越大,硅橡胶的阻尼性能越佳; 添加含有活性乙烯基的改性环硅氧烷能够提高硅橡胶的物理机械性能,而无乙烯基、含有大空间位阻基团的改性环硅氧烷则会降低物理机械性能。