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。     

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°。     

自相似双层结构自修复超疏水涂层的制备及性能

目的 研究自修复超疏水复合涂层的制备工艺及自修复性能.方法 将环氧树脂、中性硅酮胶和疏水纳米SiO2混合制得涂料底层,纳米SiO2与无水乙醇混合得到涂料面层,采用两步浸涂法在载玻片表面制备出具有自修复功能的自相似双层超疏水涂层.利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和接触角测量仪,对复合涂层的微观形貌、分子结构和润湿...     

基于超疏水和卤代过氧化物酶活性协同防污的氧化铈纳米涂层研究

目的 将特定防污功能的纳米粒子引入到环氧复合涂料中,制备具有超疏水和卤代过氧化物酶活性协同防污的氧化铈纳米涂层。方法 以环氧树脂和羟基封端的聚二甲基硅氧烷为基质,球形氧化铈（CeO₂）纳米颗粒为填料,采用溶液共混的制备方式,通过空气喷涂法构建氧化铈超疏水纳米涂层。借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、接触角测试仪等设备对涂层进行表征,并以典型海洋污损生物芽孢杆菌和三角褐指藻为研究对象分析涂层的防污性能。结果 当涂层中纳米氧化铈的质量分数为55%时,氧化铈纳米涂层具有超疏水特性,接触角达到153°,接触角滞后低至3°。在防污性能方面,相比于环氧复合涂层,超疏水氧化铈纳米涂层对三角褐指藻和芽孢杆菌的防污率分别为97.5%和97.3%。在存在过氧化氢和溴化铵的条件下,失去疏水性能的氧化铈涂层通过卤代过氧化物酶的活性减少了96.2%的三角褐指藻和96.8%的芽孢杆菌贴附。结论 该体系所构建的纳米涂层在初期可以利用其超疏水性能防污,后期利用其卤代过氧化物酶的活性防污,实现防污的长效性。     

基于多孔黏结层的超疏水复合涂层制备及其耐磨性研究

目的 提高超疏水涂层的耐磨性。方法 采用底面复合方法增强超疏水涂层的附着性和耐磨性，通过发泡剂在树脂底漆表面形成均匀孔隙结构，使喷涂于底漆表面的部分超疏水纳米颗粒嵌入孔隙中，通过硬化树脂的凸起结构有效保护超疏水纳米颗粒，从而提高涂层整体的耐磨性。在摩擦磨损试验机上开展橡胶磨损测试，综合评价涂层的耐磨性能，并通过扫描电子显微镜和同轴光学显微镜对涂层表面的原始形貌及磨损形貌进行分析，通过接触角测量仪对涂层磨损前后的表面润湿性进行测试。结果 当异构十六烷的质量分数为50%、预热温度为130℃、预热时间为100 s时，在底漆表面可形成较深且分布均匀的孔隙结构，基于该底漆制备的超疏水复合涂层的耐磨性相对更好。在30 N载荷下，优化涂层经橡胶磨损700次后，仍能保持较好的疏水性。结论 通过发泡剂对底面复合涂层进行改进，可有效提高超疏水纳米涂层与基底之间的黏结强度；底漆表面的孔隙结构有利于超疏水颗粒的嵌入，充分利用硬化树脂的凸起结构对嵌入的超疏水颗粒进行保护，可有效提高底面复合超疏水涂层的整体耐磨性。     

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。     

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.     

纳米氧化硅复合环氧和聚氨酯涂料耐磨性与耐蚀性研究

    利用两步法制备了纳米氧化硅复合环氧涂料和聚氨酯涂料.并对其耐磨性与耐蚀性进行了研究.其结果表明：与未加入纳米氧化硅的涂层相比,纳米氧化硅复合环氧涂层和聚氨酯涂层的显微硬度分别提高7%、6.2%,耐磨性有很大提高,同时纳米氧化硅聚氨酯涂层耐蚀性有明显提高,纳米氧化硅环氧涂层的耐蚀性没有下降.        

IMR纳米复合涂层与现役飞机典型涂层抗紫外线老化性能对比研究

采用紫外线照射加速老化实验方法对喷涂IMR纳米复合涂层与现役飞机结构典型涂层的试件进行了对比实验，定量地描述了涂层色差随着老化时间的变化.与现役飞机涂层相比，纳米复合涂层的抗紫外线老化性能有明显改进.研究结果为纳米复合涂层在典型军用飞机结构中的应用提供了实验依据.      

纳米二氧化钛表面改性及其在聚氨酯涂层中的分散性质

采用长链烷烃和微胶囊方法对纳米TiO2(锐钛型,粒径20nm) 进行表面改性,利用傅里叶红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)分别研究了改性纳米粉体的表面化学结构及接枝率,结果表明:改性纳米TiO2粉体表面成功接枝了高分子聚合物,接枝率分别为5%和12%.将改性纳米TiO2粉体(质量分数为1%～3%)与双组分聚氨酯涂料进行复合,制备了纳米TiO2/聚氨酯复合涂料,并利用扫描电子显微镜(SEM)对纳米复合涂层进行了微观检测,结果表明:微胶囊改性的纳米TiO2在涂层中的分散性最好.     

纳米WC对热喷涂涂层耐磨性的影响

在喷涂材料Fe/WC中添加少量的纳米Ni、纳米CeO2以及不同含量的纳米WC,采用亚音速火焰喷涂方法在Q235钢上制备涂层,通过对涂层组织及性能的检测,探讨纳米WC对涂层显微组织、显微硬度以及耐磨性的影响。结果表明,添加适量的纳米WC可以改善涂层组织,提高涂层的显微硬度及其耐磨性。     

表面活性剂对镍-磷-纳米氧化铝复合镀的影响

研究了阴离子型表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠)和阳离子型表面活性剂(三乙醇胺)对镍-磷-纳米氧化铝复合镀性能的影响.讨论了表面活性剂的种类、加入量对沉积速度、镀层的硬度和耐磨性能的影响.通过扫描电镜(SEM)观察各种复合镀层形貌,利用能谱仪(EDS)测量镀层中纳米A l2O3粒子的复合量.结果表明:纳米复合化学镀液中两种阴离子型表面活性剂的较佳加入量均为50 mg/L,阳离子型表面活性剂较佳加入量为100mg/L;采用阳离子表面活性剂时所得镀层的纳米粒子复合量较大,镀速快,耐磨性能好且纳米氧化铝分散较均匀;相比化学镀N i-P和微米A l2O3复合化学镀N i-P工艺所得镀层,纳米复合镀层具有较高的硬度和较好的耐磨性.     

热喷涂纳米结构涂层的研究

纳米材料具有许多优异的特性,利用热喷涂技术制备纳米结构涂层是一种应用纳米材料的有效办法.文中介绍了纳米结构涂层喷涂材料的制备,包括液体喂料制备纳米材料、纳米粉末材料和纳米药芯丝材的制备,以及热喷涂制备纳米结构涂层的种类,纳米结构涂层的种类包括纳米结构陶瓷涂层、金属-陶瓷纳米复合涂层和金属纳米结构涂层.简要介绍了制备这些涂层所采用的工艺方法,以及涂层的结构和性能.指出了目前热喷涂制备纳米结构涂层存在的问题,并对其应用和发展前景作了展望.     

IMPROVEMENT OF DISPERSION ABILITY OF NANOMETER PARTICLES BY MEANS OF PLASMA POLYMERIZATION

In order to find a new way to improve the dispersion ability of nanometer material, an investigation on preparation of thin film with low surface energy on the surface of nanometer material by means of plasma polymerization has been done. Some physical behaviors and chemical constitution of prepared film as well as the influence of polymerized film on nanometer material were tested. All the experimental results showed that this is a possible way to improve the dispersion ability of nanometer materials.     

添加纳米CeO_2的Ni基合金喷涂层组织和耐磨性研究

采用亚音速火焰喷涂技术在Q235钢基体表面喷涂不同纳米CeO2含量的Ni基自熔性合金粉末,对获得的喷涂层进行了显微组织、硬度和耐磨性的分析测试,探讨纳米CeO2对Ni基合金喷涂层组织和耐磨性的影响。结果表明,适量地加入纳米稀土氧化物可以改善喷涂层组织,提高喷涂层硬度和耐磨性。     

添加纳米CeO2的Ni基合金喷涂层组织和耐磨性研究

采用亚音速火焰喷涂技术在Q235钢基体表面喷涂不同纳米CeO2含量的Ni基自熔性合金粉末，对获得的喷涂层进行了显微组织、硬度和耐磨性的分析测试，探讨纳米CeO2对Ni基合金喷涂层组织和耐磨性的影响。结果表明，适量地加入纳米稀土氧化物可以改善喷涂层组织，提高喷涂层硬度和耐磨性。     

块体纳米材料深过冷制备技术的进展

块体纳米材料是纳米材料的重要组成部分,制备块体纳米材料是实现纳米材料大范围应用的关键。介绍了块体纳米材料的深过冷制备技术,以及这种方法存在的问题,并在此基础上论述了块体纳米材料的应用及发展趋势。     

纳米镍对高速电镀锌镀层形貌和取向的影响

目的分析连续电镀锌生产线进行纳米镍技术改造的效果,以期进一步提高锌层的表面质量。方法应用模拟重力法高速电镀锌设备在IF钢(无间隙原子钢)表面进行纳米镍试验,探讨纳米镍对钢基板擦划伤部位的修复效果及机理,分析纳米镍时间对电镀锌层形貌和取向的影响。结果纳米镍优先沉积在基板的缺陷位置,对基板擦伤位置具有良好的填充作用,且镍层与基板结合良好。随着纳米镍时间的延长,锌层的结晶尺寸减小,结晶状态趋于致密,(002)基面织构系数明显增加。结论纳米镍技术嵌入连续电镀锌生产线,对修复基板缺陷、优化锌层结晶起到了良好的作用。     

涂层层数和保温时间对纳米TiO2薄膜显微结构的影响

用溶胶凝胶法和高温煅烧在玻璃基体上制备纳米TiO2 薄膜 ,测试在各种工艺条件下制备的薄膜的亲水性、紫外线激发活性等性能 ,利用X射线衍射法和扫描电镜法表征其显微结构 ,并重点进行了涂层层数和保温时间对显微结构性能影响的研究。结果表明 ,涂层层数增加和保温时间延长不影响涂层中锐钛矿晶型的稳定性 ,对纳米TiO2 的颗粒长大也无明显影响。     

热处理对化学沉积Ni-Zn-P-TiO2复合镀层的影响

采用化学沉积方法获得Ni-Zn-P-TiO2复合镀层.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱分析等手段对复合镀层进行表征,研究了不同热处理状态下复合镀层的显微硬度、耐蚀性及耐冲蚀特性.结果表明,复合镀层由锐钛矿的纳米TiO2颗粒和过饱和的镍固溶体所构成.对经过不同热处理温度后复合镀层的分析表明,300℃以下热处理时,复合镀层衍射图无明显变化;加热至400℃时,有Ni3P析出;加热至500℃时,有Ni5Zn12析出.经400℃×1 h热处理,复合镀层具有最大的硬度值.复合镀层经300℃×1 h热处理后质量损失最低,有最好的耐蚀性能.在介质流速为36 ml/s、冲击角度为45.条件下,经过300℃× 1 h热处理后的复合镀层质量损失最低.