UV固化环氧/SiO_2杂化涂料的稳定性与阻燃性能

以正硅酸乙酯和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为原料,采用溶胶-凝胶方法制备了一系列不同摩尔比的SiO_2溶胶。将溶胶与活性稀释剂三丙二醇二丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯树脂混合得到UV固化杂化涂料。对杂化涂料的保存稳定性进行了详细分析;利用红外光谱对溶胶及涂料结构进行了表征;通过热重分析、微量量热(MCC)等测试方法研究了SiO_2含量对杂化涂层热稳定性、阻燃性能及力学性能的影响。结果表明,添加SiO_2有利于提高杂化涂层的热稳定性和力学性能。当SiO_2溶胶质量分数为50%时,杂化涂层的硬度从3H增加到6H。耐磨系数从0.0852g/100r下降到0.0606g/100r。MCC分析显示,溶胶质量分数为40%的杂化涂层热释放峰值和热释放总量较有机涂层分别下降了41.98%和41.12%,表现出良好的阻燃特性。     

UV固化环氧/SiO_2杂化涂料的稳定性与阻燃性能EI北大核心CSCD

以正硅酸乙酯和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为原料,采用溶胶-凝胶方法制备了一系列不同摩尔比的SiO_2溶胶。将溶胶与活性稀释剂三丙二醇二丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯树脂混合得到UV固化杂化涂料。对杂化涂料的保存稳定性进行了详细分析;利用红外光谱对溶胶及涂料结构进行了表征;通过热重分析、微量量热(MCC)等测试方法研究了SiO_2含量对杂化涂层热稳定性、阻燃性能及力学性能的影响。结果表明,添加SiO_2有利于提高杂化涂层的热稳定性和力学性能。当SiO_2溶胶质量分数为50%时,杂化涂层的硬度从3H增加到6H。耐磨系数从0.0852g/100r下降到0.0606g/100r。MCC分析显示,溶胶质量分数为40%的杂化涂层热释放峰值和热释放总量较有机涂层分别下降了41.98%和41.12%,表现出良好的阻燃特性。     

纯丙类聚氨酯/SiO_2-ZrO_2光固化纳米复合透明耐磨涂料涂层的制备及性能

目前,鲜见在纯丙类光固化聚氨酯中引入SiO_2和ZrO_2纳米粒子的报道。采用溶液聚合法制备了纯丙类聚氨酯丙烯酸酯,采用溶胶凝胶法制备SiO_2及ZrO_2无机溶胶,将无机前驱体与有机相进行杂化,制备了一系列可光固化的有机无机杂化涂料。采用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)对杂化涂料及其涂层进行了结构表征,采用场发射扫描电镜(SEM)研究了杂化涂料涂层的表面形貌,并对涂层进行了物理性能、透明性以及耐磨性能测试。结果表明:杂化涂料涂层中,无机粒子均匀分散在有机相中,且无机粒子半径为20~30 nm;无机粒子的引入显著提升了涂层的物理性能及耐磨性能,涂层的硬度从1 H提升到6 H,磨耗量减少了80%。     

PVA-PEG/SiO_2-TiO_2杂化纤维的制备与表征

以聚乙烯醇(PVA)与聚乙二醇(PEG)共混,并以正硅酸乙(酯TEOS)和钛酸四丁酯(TBT)为无机前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了不同(SiO_2-TiO_2)含量的PVA-PEG/SiO_2-TiO_2杂化溶胶,陈化后用提拉法制得杂化纤维.研究了杂化溶胶的可纺性,并使用IR、光学显微镜、UV-Vis和TG对杂化纤维的结构与性能进行了研究.结果表明:随硅钛摩尔比的增加或随有机相中PEG/PVA质量比的增加,溶胶的可纺性变好;有机相与无机相之间通过化学键连接;纤维直径为50μm左右;TiO_2的引入增加了其抗紫外性,杂化纤维的耐热性优于纯PVA-PEG.     

LaCl_3掺杂聚丙烯酰胺/硅灰基阻燃材料的制备及其阻燃机理

在Na_2SiO_3·9H_2O-KOH改性硅灰(溶胶-凝胶法)制备阻燃材料的基础上,基于正交试验L_9(3~4)研究了焦磷酸钠、聚丙烯酰胺(PAM)和LaCl_3对其阻燃性能的影响(包括它们的主次顺序和显著水平),合成了稀土元素掺杂的有机-无机杂化阻燃材料LaCl_3/PAM/SiO_2·nH_2O。用热重/差示扫描量热(TG/DSC),扫描电镜(SEM),X-射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)等手段进行表征,提出并阐明了其阻燃机理。LaCl_3/PAM/SiO_2·nH_2O可使帆布的LOI达到39.2%;极差分析表明其主次顺序依次为PAMLaCl_3·7H_2ONa_4P_2O_7·10H_2O,方差分析表明PAM与其阻燃性能成高度显著影响,LaCl_3·7H_2O为显著影响;XRD和SEM结果表明PAM和LaCl_3有助于形成片层状的无定型膨胀硅质层,FT-IR和TG/DSC结果证实其具有优良的高温稳定性,进而产生隔热阻燃效应。     

纳米SiO_2有机杂化膜制备研究

采用共混法和溶胶-凝胶法制备了纳米SiO_2有机杂化膜,考察了制备方法和SiO_2的性质对杂化膜结构和性能的影响.结果表明:采用溶胶-凝胶技术制备的杂化膜同共混法得到的杂化膜及未杂化膜相比,机械性能明显提高,膜微观结构改善,并表现出良好的气体分离性能.此外,杂化膜中无机相的负载量也是一个影响杂化膜结构和性能的重要因素,当正硅酸乙酯的添加量为30%(wt)时,杂化膜的综合性能较为理想.     

纳米TiO2/有机-无机杂化丙烯酸复合涂层机械及耐腐蚀性能的研究

在采用溶胶-凝胶法合成有机-无机杂化丙烯酸树脂的基础上,研究了纳米TiO2添加量对有机-无机杂化丙烯酸复合涂层机械和耐腐蚀等性能的影响。研究表明,当纳米TiO2添加量为15%时,涂层的性能有了较大的提高,其硬度由3H提高至6H,涂层的耐盐雾时间由100h提高到500h,涂层的阻抗值也由104Ω.cm2提高至106Ω.cm2。另外,通过扫描电镜观察了复合涂层的断面,发现涂层中纳米粒子分散均匀,并且粘接紧密,形成了较为致密的复合涂层。     

有机-无机杂化硅溶胶改性环氧树脂涂层的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了有机-无机杂化硅溶胶,将其作为改性剂来制备不同配比的改性环氧树脂涂层。利用红外光谱对合成的有机-无机杂化硅溶胶进行了表征。测试了改性涂层的物理化学性能和在模拟油田采出水中的电化学交流阻抗谱,并对涂层进行SEM和EDS分析。结果表明:红外光谱分析合成的有机-无机杂化硅溶胶得到了所需要的特征基团;当m(杂化硅溶胶)∶m(环氧树脂)=5∶4时,涂层的物理性能最佳,同时涂层的耐酸、耐碱效果也得到增强;EIS分析得到其在模拟油田采出水中的耐腐蚀性能有显著改善;从SEM和EDS分析得到m(杂化硅溶胶)∶m(环氧树脂)=5∶4时,涂层的表面形貌相对最好且没有团聚现象,而当m(杂化硅溶胶)∶m(环氧树脂)=5∶1时,涂层的表面团聚现象较为严重。     

AZ91D镁合金表面无铬转化膜/杂化复合涂层的耐蚀性能

溶胶凝胶法制备的涂层性能优良,采用溶胶凝胶法、以正硅酸乙酯为主制备性能优良的涂层技术已很成熟,但用于镁合金的防护鲜有报道。为了提高AZ91D镁合金的耐蚀性能,先在其表面制备了无铬钼酸盐转化膜,然后采用有机/无机杂化溶胶凝胶的方法在转化膜表面制备杂化涂层,从而得到转化膜/杂化复合涂层。对复合涂层进行了红外光谱分析,并用扫描电镜(SEM)观察了其微观形貌,同时也对其进行了极化曲线和电化学阻抗谱分析。结果表明:二氧化硅和有机硅氧键通过溶胶凝胶反应,无机和有机间呈网络结构穿插在一起;复合涂层表面平整均匀,无开裂现象;转化膜层和转化膜/杂化复合涂层都可提高镁合金的耐蚀性,但后者的效果更加明显。     

PEG/SiO2-TiO2杂化纤维的制备与表征

以正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸四丁酯(TBT)为无机前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了PEG/SiO2-TiO2杂化溶胶,通过提拉法制得杂化纤维,并对其进行了简单表征.结果表明,随钛硅物质的量比的增加或有机相质量的增加,溶胶的可纺性变好;有机相与无机相之间通过化学键连接;纤维直径为40μm左右;TiO2的引入增强了其抗紫外性,杂化纤维的耐热性优于纯PEG.     

有机-无机杂化纳米复合材料合成及性能测试

采用溶胶-凝胶法,以甲基三乙氧基硅烷(MTEOS)和正硅酸乙酯(TEOS)及纳米氧化硅为原料,成功制备了有机-无机杂化纳米复合材料及涂层.以X射线衍射(XRD)、富立叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等手段研究了杂化材料的工艺与结构及性能的关系,并对涂覆于铝合金基体上的纳米复合材料涂层的防腐蚀性能进行了实验检测.结果表明,有机-无机杂化纳米复合材料涂层具有优良的抗腐蚀性能.     

有机硅溶胶-凝胶防腐蚀涂层研究进展

有机硅溶胶-凝胶涂层是指以烷基烷氧基硅烷为前驱体通过溶胶-凝胶技术制备的涂层。有机硅是分子水平上的有机-无机杂化分子,因此有机硅溶胶-凝胶涂层兼具了有机材料和无机材料的性能,并且能通过合理的调控有机和无机成分来获得所需的性能。其热稳定、耐刮擦性与无机材料的结合性能明显高于普通的有机材料,柔韧性与有机材料的结合性能明显高于一般的无机涂层。近年来,这种新型的、具有特殊性能的涂层被广泛研究用来保护金属材料(如铝、铁、镁、铜基材料)。介绍了有机硅溶胶-凝胶涂层涉及的基本反应、硅烷在金属表面上的成键机理以及在不同金属上的应用等方面的研究进展,并展望了有机硅溶胶-凝胶涂层应用前景及未来的研究方向。     

装载8-羟基喹啉的纳米SiO_2/环氧涂层的耐腐蚀机理研究

使用纳米SiO_2作为载体、8-羟基喹啉作为客体制备纳米SiO_2/8-羟基喹啉组合物,将其添加到环氧树脂中制备出装载8-羟基喹啉的纳米SiO_2/环氧涂层。对其进行盐雾和电化学阻抗谱实验,研究了装载8-羟基喹啉的纳米SiO_2/环氧涂层的耐腐蚀机理。结果表明,纳米SiO_2/8-羟基喹啉组合物提高了环氧涂层的耐腐蚀性能,添加5%(质量分数)纳米SiO_2/8-羟基喹啉组合物的环氧涂层的耐腐蚀性能较优。8-羟基喹啉从纳米SiO_2孔道中释放并渗透到涂层与钢基材的界面形成含铁的铬合物膜,阻挡了腐蚀介质的渗入,使Q235钢基体的耐腐蚀性能提高。     

聚醚胺固化环氧有机硅杂化涂层的制备及防腐蚀性能研究

使用3种不同结构的聚醚胺(Jeffamine D230,D400,T403)分别固化环氧有机硅杂化树脂制备出有机-无机杂化涂层,并与3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)固化的杂化涂层在机械性能、附着力和防腐蚀性能上进行了比较。研究结果表明,与APTES相比,聚醚胺可以提高杂化涂层的耐冲击高度1倍以上;聚醚胺D230和T403没有降低杂化涂层的硬度,而D400降低了杂化涂层的硬度;聚醚胺可以明显提高杂化涂层的初始附着力,同时大幅改善了涂层在老化过程中的"湿附着力"。采用盐雾实验和交流阻抗测试研究了杂化涂层的耐腐蚀性能,结果表明聚醚胺固化剂明显改善了APTES固化杂化涂层的易开裂性,并提高了杂化涂层的耐腐蚀性能。     

溶胶-凝胶法制备有机/无机纳米杂化涂料的现状及展望

溶胶-凝胶法制备的有机/无机纳米杂化涂料具有许多优点。介绍了溶胶-凝胶法制备有机/无机纳米杂化涂料的研究现状,并对此作出了展望。     

低收缩块状PMMA/SiO_2杂化材料制备及性能表征

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、正硅酸乙酯(TEOS)和硅烷偶联剂(MPMS)为原料,采用溶胶-凝胶法制备出低收缩、具有良好光学性能的PMMA/SiO2杂化材料。通过透射电子显微镜、差热分析、红外吸收光谱和紫外光-可见分光光度计表征了杂化材料的微观形貌、热性能和透明性。结果表明材料的网络结构相对比较均匀,在可见光波长范围内材料均一性好;有机相和无机相之间是通过共价键相互连接的,没有出现有机相、无机相分离现象;杂化材料的透光率约90%。     

有机硅KH-570改性硅溶胶杂化涂层的制备研究

以硅溶胶、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为原料,将低钠型碱性硅溶胶经强酸性阳离子交换树脂离子交换后,得到酸性硅溶胶,将其与KH-570按一定比例共混搅拌,通过KH-570在酸性条件下,水解缩聚,制得有机/无机杂化溶胶。以低碳钢Q235为基材,制备出硅烷偶联剂KH-570(MEMO)改性硅溶胶的杂化涂层。以FT-IR测试方法对其结构进行了表征,采用动电位极化曲线测试涂层的耐蚀性能。以光学显微镜、SEM观察涂层与碳钢裸片在腐蚀前后的表面形貌。研究结果表明:酸性硅溶胶与KH-570的水解缩聚产物通过共缩聚反应在碳钢表面形成带有有机基团的无机交联网络,基本骨架由Si-O-Si组成,经过100℃热处理,即可得致密涂层,涂层均匀、透明,无缺陷。电化学分析表明涂层形成物理屏障,为基体提供了优良的腐蚀保护。杂化涂层显现出良好的耐蚀性能。     

PBMA-SiO2杂化纤维的制备及表征

以正硅酸乙酯(TEOS)和聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)为前躯体,乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)为偶联剂,通过溶胶-凝胶法制备了SiO2纤维和PBMA/SiO2杂化纤维,并使用IR、SEM、TGA等进行了结构与性能表征,研究了溶胶的杂化反应机理、成纤性能.结果表明:硅烷偶联剂的引入使得PBMA-SiO2杂化纤维均匀性较好,纤维中有机相与无机相之间通过化学键连接,实现了有机-无机组分的充分贯穿;其耐热性能优于纯PBMA.     

溶胶-凝胶涂层在镁合金腐蚀防护应用中的研究进展

镁合金是21世纪最富开发和应用潜力的优异绿色工程材料之一,但耐蚀性差成为制约其广泛应用的瓶颈。选择和开发合适的表面防护涂层可以有效提高镁合金表面的耐蚀性能。溶胶-凝胶涂层技术凭借其工艺简单、膜层成分结构可控、耐蚀性能优良等优点近年来在镁合金表面的腐蚀防护应用中得到重视。将用溶胶-凝胶技术在镁合金表面制备防腐蚀涂层的研究成果按照有机/无机杂化涂层、缓蚀因子/杂化涂层、电化学氧化/杂化涂层、化学转化/杂化涂层的分类方法进行了分析总结。这些涂层体系各具特色,其中含缓蚀因子的杂化涂层具备自修复能力,化学转化和电化学氧化杂化涂层的附着力突出,而单一涂层更容易破坏。在未来,镁合金表面溶胶-凝胶防护涂层的研究工作仍以有效结合现有的表面处理技术开发长效高耐蚀复合涂层为重心。     

铝合金表面新型有机-无机杂化纳米SiO2涂层的制备及其性能

为了提高铝合金的耐腐蚀性能、耐磨损性能及硬度,通过溶胶-凝胶反应,以纳米硅溶胶为主要原料,有机硅烷为偶联剂,制备了新型纳米SiO2防腐蚀涂料.通过浸渍-提拉法在铝合金(LY12)基体表面形成涂层,通过改变硅溶胶的含量,详细研究了此涂层的显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能与硅溶胶含量的关系.结果显示,新型有机-无机杂化纳米SiO2涂层厚度为20μm时具有良好的耐腐蚀性能和耐磨性能,由此而使此杂化膜替代对环境有害的铬酸盐转化膜成为可能,并为有机-无机杂化纳化材料的应用提供了理论依据.