氧化亚铜对封端聚氨酯/环氧树脂涂料力学和防污性能的影响

研究了氧化亚铜对新型封端聚氨酯(BPU)/环氧树脂(EP)共混物涂料的拉伸强度、剪切强度和表面防污性能的影响。拉伸、剪切实验结果表明,涂层的拉伸强度和剪切强度随着氧化亚铜的增加均有所下降;加入纳米氧化亚铜对涂层的影响更加明显,涂层的拉伸强度和剪切强度均大幅下降;铜离子渗出率测定结果表明,随着氧化亚铜用量的增加,铜离子渗出率增大,用纳米氧化亚铜替代氧化亚铜效果并不明显,稳定时的铜离子渗出速率变化不大,用聚乙二醇(PEG)硅烷处理的铜离子渗出率高于未经处理的氧化亚铜的渗出率;透射电镜分析表明,经硅烷处理后的氧化亚铜在树脂中分散性较好,而纳米氧化亚铜和氧化亚铜均出现一定程度的团聚现象;实海挂板试验结果表明,涂料中添加氧化亚铜、纳米氧化亚铜和经PEG硅烷改性后的氧化亚铜的涂层防污性能依次增强,当80phr氧化亚铜的防污效果较好。     

PS-b-PDMS/环氧树脂制备疏水性环氧涂层的性能

用共混法将聚苯乙烯-b-聚二甲基硅氧烷(PS-b-PDMS)嵌段共聚物与环氧树脂E-44复合制备了一种疏水性环氧涂层。研究了PS-b-PDMS的用量对涂层力学性能、表面性能及耐化学腐蚀性的影响。结果表明,随着共聚物用量的增加,涂层的冲击强度及柔韧性明显提高,表面能显著降低,接触角明显增大,当PS-b-PDMS用量为E-44的7%(质量分数)时,冲击强度和柔韧性分别为50kg.cm和0.5mm,表面能为13.8mN/m,对水接触角增大至115.9°,具有优异的疏水性及耐化学腐蚀性。     

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。     

疏水性水性环氧涂料的性能及表征

在水性环氧固化剂中加入自制含氟助剂及其他填料,与水性环氧乳液配制成双组分疏水性水性环氧涂料。讨论了自制含氟助剂的用量对疏水性水性环氧涂料涂层接触角等性能的影响。采用红外光谱法、热分析法和动态力学分析方法对水性环氧涂料涂层固化过程中结构变化特征、涂层热稳定性和涂层耐化学试剂性等性能做了表征。结果表明:自制含氟助剂用量为2%,疏水性水性环氧涂料接触角显著提高,涂料固化反应完全,热稳定性和耐化学试剂性良好。     

季铵盐聚合物/封端聚氨酯共混物防污涂料的制备与性能

用溶液聚合法合成了甲基丙烯酸缩水甘油醚-甲基丙烯酸丁酯共聚物,然后通过共聚物中环氧基与盐酸和三甲胺的反应制备了相应的季铵盐聚合物(QASP),并制备了QASP/封端聚氨酯(BPU)共混物防污涂料。测试结果表明,随着共混物涂料中BPU用量的增加,涂层的拉伸强度下降,断裂伸长率增加,剪切强度增加;氧化亚铜能增强涂层的疏水性和降低涂层的表面能;防污涂料中铜离子渗出率保持在比较高的水平,防污性能比较明显。     

蜡质超疏水涂层的制备及其防粘附应用

在棕榈蜡/乙酸乙酯悬浊液中超声分散疏水性纳米二氧化硅制备蜡质超疏水涂料,用浸渍提拉法在玻璃片表面制备超疏水涂层。单因素实验考察棕榈蜡在乙酸乙酯中的浓度、疏水性纳米二氧化硅的添加量和干燥方式对疏水性能的影响,分析不同因素情况下的接触角、滚动角和防粘附性能。结果表明棕榈蜡在乙酸乙酯中的浓度为4g/100mL,纳米二氧化硅添加量占棕榈蜡质量的1/2,室温中自然干燥,涂层疏水性效果最佳,此条件下制备的超疏水涂层的接触角为150.60°,滚动角为6°。该涂层适用于不同的基材(如玻璃片、PE膜、BOPP膜的铝塑复合膜)。通过对酸奶粘附性的试验,发现涂层在各种基材表面表现出良好的防粘附性能,酸奶可在其上自由滚动。用热封时间作为指标,测试施加涂层后的热封性能,结果表明,涂层的施加不影响铝塑复合膜等耐高温材料的热封性。     

硼化钛耐磨涂层对织物性能的影响

硼化钛具有较高的硬度和良好的耐磨性,而有机硅树脂的成膜性、疏水性、光泽性、耐刮擦性以及耐腐蚀性能皆优异。将硼化钛与有机硅树脂混合制成耐磨涂层,浸渍、喷涂于棉织物及涤纶织物表面,测试其一系列物理力学性能。实验结果表明,硼化钛可以显著提高棉织物和涤纶织物的耐磨性能;有机硅树脂含量的增加直接影响涂层织物耐磨性能的提高,涂层织物拉伸断裂强力的提高以及涂层织物疏水性能的提高;当有机硅树脂质量分数低于50%时,涤纶织物的耐磨性能远高于棉织物,当有机硅树脂质量分数高于75%时,棉织物的耐磨性能高于涤纶织物;有机硅树脂质量分数为75%的涂层棉织物疏水性能最优,水接触角达到143.4°;有机硅树脂质量分数为100%的涂层涤纶织物疏水性能最优,水接触角达到152.1°。     

纳米SiO_2/有机硅聚丙烯酸复合防冰涂层的制备及性能研究

以有机硅聚丙烯酸为成膜物质,经γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)表面化学改性后的纳米SiO_2粒子(经甲苯-2,4-二异氰酸酯活化)为无机填料,制备纳米SiO_2/有机硅聚丙烯酸复合防冰涂层。利用红外测试(FT-IR)、热失重(TGA)、扫描电镜(SEM)等研究了纳米SiO_2表面化学改性的机制,探讨了纳米SiO_2用量对涂层表面形貌、浸润性及涂层与冰层之间粘附性能的影响。结果表明,KH-570化学改性提高了纳米SiO_2在涂层中的分散性并有效地提高了涂层表面的疏水性能,当KH-570化学改性后的纳米SiO_2用量为8%时,涂层表面水的接触角为150°,呈现超疏水特性;涂层与冰层之间粘附力随纳米SiO_2用量增加呈现下降趋势,当纳米SiO_2用量为8%时,涂层与冰层之间的粘附力仅为树脂涂膜的30%左右。KH-570化学改性后的纳米SiO_2与低表面能有机硅聚丙烯酸树脂的协同效应使涂层具有了良好的疏水防冰性能。     

天然多羟基化合物改性聚氨酯纳米水分散液的合成及膜性能表征

以葡萄糖(glucose)为交联扩链剂,采用预聚体分散法,制备了系列不同葡萄糖含量的改性聚氨酯纳米水分散液(GWPU)。研究了葡萄糖用量对GWPU乳液及膜性能的影响。采用FT-IR、DLLS、TEM、XRD、TGA、AFM、水接触角、力学性能测试等手段对聚合物乳液性能及膜结构进行了表征。结果表明,葡萄糖成功嵌入聚氨酯;乳液粒径随葡萄糖用量的增加而增大,分布均匀,呈圆球状;改性后聚氨酯热稳定性提高,为两步分解;葡萄糖的引入使得聚合物的硬段含量、薄膜的粗糙度增加,抗水性增强;改性后产物为非晶态聚合物,分子结构规整性较差但材料柔韧性较好;拉伸强度随葡萄糖用量的增加而增大,而断裂伸长率则降低;吸水率随着葡萄糖用量的增加而降低。当m(glucose)=4%时,拉伸强度、断裂伸长率、吸水率及水接触角分别为16.9MPa、276.5%、5.7%及97.5°。     

树脂基体对导电胶拉伸剪切强度影响分析

以不同环氧官能团数量的环氧树脂和不同添加量的固化剂为原料制备了导电胶,通过红外光谱、扫描电子显微镜等手段测试其结构和性能。结果表明,拉伸剪切强度随环氧官能团数目的增加而降低,其中双官能团的环氧树脂DER331所对应的树脂基体和导电胶的拉伸剪切强度最大,树脂基体为31MPa,导电胶为9MPa;随固化剂添加量的增加而增加,当环氧树脂和固化剂质量比为25∶7时,树脂基体为32MPa,导电胶为10MPa;与树脂基体的固化收缩率呈反比关系。     

乙烯基三乙氧基硅烷溶胶-凝胶涂层改善碳纤维的热稳定性及表面性能(英文)

以乙烯基三乙氧基硅烷作前驱体在碳纤维表面制备了溶胶-凝胶涂层。通过扫描电镜、能量分散谱仪以及热重分析对涂层进行表征。通过单纤维拉伸强度测试研究碳纤维的力学性能,采用动态接触角测定碳纤维的表面能。结果表明,溶胶-凝胶涂层改善了碳纤维的抗氧化性能和力学性能。与未涂层纤维相比,涂层碳纤维的起始氧化温度提高了100℃,单纤维拉伸强度提高了5.9%~12.1%,但是涂层脱落及表面裂纹导致碳纤维的拉伸强度随着氧化温度的升高而降低。另外,溶胶-凝胶涂层降低了碳纤维的表面能,使其具有较好的疏水性能。     

纳米复合海洋涂料在船舶防腐蚀应用研究

主要研究纳米二氧化硅浓缩浆和纳米氧化锌浓缩浆对海洋环氧涂料和聚氨酯涂料性能的影响。通过盐雾试验、氙灯老化试验、人工海洋加速老化试验研究海洋腐蚀环境中纳米复合涂料的耐腐蚀性和抗老化性。通过三步法制备高稳定分散的纳米氧化物浓缩浆,并利用纳米二氧化硅浓缩浆和纳米氧化锌浓缩浆改性海洋船舶环氧底漆和聚氨漆酯船壳漆,制备海洋纳米复合涂料。利用TEM透射电镜、FTIR红外光谱、XPS光电子能谱、光泽度仪、表面接触角测试仪和粘结强度测试仪等研究海洋船舶漆的耐腐蚀性、抗老化性及表面防污性能。纳米二氧化硅浓缩浆的红外光谱分析和粘度测试及纳米氧化锌浓缩浆的透射电镜观察表明高分子分散剂的长碳链位阻效应保证了纳米粒子的均匀稳定分散。不含有纳米二氧化硅浓缩浆的环氧漆粘结强度是4.4 MPa,而含有1.0%纳米二氧化硅浓缩浆的环氧漆粘结强度增加到5.6 MPa。通过氙灯老化试验测试涂层的光泽度变化,纳米复合聚氨漆酯漆的光泽度高于不含纳米氧化锌的普通聚氨漆酯漆光泽度。聚氨漆酯漆在海洋循环加速老化试验后C/O值减少20.1%,而含有1.2%纳米氧化锌浓缩浆的纳米复合聚氨漆酯漆老化后C/O值仅减少10.7%,抗氧化性提高。通过对海洋加速循环老化试验中纳米复合聚氨漆酯漆的测试分析表明1.2%纳米氧化锌浓缩浆提高了海洋船舶聚氨酯面漆的抗老化性和表面接触角。纳米浓缩浆可增强纳米复合涂料在海洋重腐蚀环境中耐腐蚀、抗老化等性能。     

Al_2O_3的表面改性及其在环氧树脂导热涂料中的应用

先用硅烷偶联剂KH-560对Al_2O_3粉末填料进行表面改性,再按一定比例将其添加到E-20型环氧树脂溶液中,并配合自制的潜伏型环氧树脂固化剂及其它助剂,制备了环氧树脂导热涂料,用拉伸试验、附着力测试、导热率测试和热失重分析对导热涂层进行了研究。结果表明,随着填料含量的增加,涂层的导热率开始以缓慢的速度增长,当填充量超过45%时,导热率快速增大;少量的填料能提高涂层的拉伸强度,而填充量过高时,拉伸强度反而被削弱;将表面改性后的Al_2O_3用于导热涂层能得到比改性前更大的拉伸强度和更高的导热率;当改性Al_2O_3的添加量为75%时,涂层的导热率达到1.33 W/(m·K),涂层对铝材的附着力级别为0,对应的拉伸强度和断裂伸长率分别为15.4 MPa和8.4%。     

超疏水硅橡胶涂层的制备

采用相分离的方法制备了超疏水硅橡胶涂层,并研究了配比、温度、时间和溶剂对涂层疏水性能的影响。采用接触角测试仪对涂层和粉末的疏水性进行了测试,用扫描电镜(SEM)进行了形貌表征。结果表明:在一定的条件下,接触角最高可达155.14°;即使涂层变成粉末,仍然具有非常好的疏水性;SEM测试表明材料是多孔的,并且表面有大量的微纳突起结构。     

疏水化淀粉基复合膜的制备及性能

以烷基烯酮二聚体(AKD)为疏水化组分,环氧改性聚酰胺(EPA)为增强交联组分制备了疏水增强型淀粉复合膜。研究了AKD对环氧改性聚酰胺/淀粉复合膜动态接触角、吸水率、结晶性能及力学性能的影响。结果表明,AKD能大幅度提高复合膜的疏水性能,当AKD含量为5.26%时,复合膜与水的接触角高达101°,且不随时间而降低;复合膜吸水率可从34.41%下降到18.84%。X射线衍射(XRD)表明AKD可增加复合膜组分间的相容性。AKD具有内增塑作用使复合膜拉伸强度降低、断裂伸长率增加。     

纯聚脲防护涂层的耐海水腐蚀性研究

研究了两种纯聚脲涂层(QF-163涂层和QF-165涂层)在120d海水浸泡环境下力学性能和表面性能的变化规律,并结合傅里叶红外光谱(FT-IR)观察涂层腐蚀前后内部化学键的变化。力学性能研究结果表明,海水浸泡120d后,QF-163涂层拉伸强度下降13.59%,断裂伸长率下降23.15%,硬度变化幅度较小,增加1.10%;QF-165涂层拉伸强度下降13.29%,断裂伸长率下降8.66%,硬度增加1.10%。表面性能研究结果表明,两种涂层的接触角均随浸泡时间的增长而减小,表面能则均增大,浸泡120d后,QF-163涂层接触角下降7.77%,QF-165涂层下降4.46%。FT-IR微观结果表明QF-163和QF-165纯聚脲涂层内部化学键均没有出现明显的断键现象,涂层均具有较好的耐海水浸泡腐蚀能力。     

等离子喷涂ZnO/Al_2O_3涂层微波介电特性研究

采用等离子喷涂工艺,以氧化锌(ZnO)作为吸收剂,氧化铝(Al2O3)为填料,聚乙烯醇(PVA)为粘结剂制备成ZnO/Al2O3复合涂层。分析了复合涂层的相组成及微观结构,研究了氧化锌含量对复合涂层介电性能的影响。结果表明,经喷涂后的涂层中有新相ZnAl2O4生成,其含量随原料中ZnO的含量增加而增加。涂层的密度与涂层中氧化锌含量有关。介电性能测试表明,涂层中ZnO含量的增加使涂层介电常数实部(ε′)及损耗(tanδ)先增加后降低。ZnO摩尔含量为65%时,随频率的增加,涂层介电常数呈降低的趋势。     

超细水晶粉对环氧树脂力学性能的影响

以超细水晶粉为填料,用不同的组成和工艺制备水晶粉/环氧树脂复合材料.对水晶粉/环氧树脂复合材料的抗剪切强度、热膨胀系数进行较系统的研究,并用扫描电镜(SEM)对水晶粉/环氧树脂复合材料断面显微结构进行了观察.结果表明随填料含量增加可以适当提高复合材料的抗剪切强度,而降低其热膨胀系数.     

疏水二氧化硅粉体对高温硫化硅橡胶性能的影响

采用橡胶的混炼硫化工艺,将3种疏水性纳米粉体材料二氧化硅气凝胶、疏水气相白炭黑和疏水沉淀白炭黑加入到高温硫化硅橡胶(HTV)中,对比分析了3种纳米粉体对硅橡胶物理力学性能的影响。研究结果表明,二氧化硅气凝胶对硅橡胶的力学增强作用最为显著,气凝胶硅橡胶复合材料具有极大的拉伸强度(9.52 N/mm~2)、极大的断裂伸长率(750%)、较高的撕裂强度(33.98 kN/m)、高疏水接触角(124°)、极高的硬度(70 HA)、低磨损率(0.04 g/cm~2)和极低的导热系数(0.11 W/(m·K))。     

碱式硫酸镁晶须复合SiO2纳米粒子制备高/低黏附性超疏水涂层

超疏水材料因性能独特,应用前景广阔而被广泛关注。本文采用碱式硫酸镁晶须(MOSWs)与二氧化硅纳米粒子制备超疏水涂层,首先对MOSWs及50 nm、500 nm SiO₂进行表面改性以降低表面能,然后基于混料实验将三者按比例混合以构造表面粗糙度,以接触角、滚动角及平均粗糙度R_a为响应变量建立回归模型,分析了混合分量的形貌、尺寸与混合比例对响应变量的影响,并探讨了超疏水涂层微观结构对水滴黏附性的影响以及粗糙度与超疏水性能之间的关系。结果表明：MOSWs复合SiO₂纳米粒子可制备具有不同黏附性的超疏水涂层,单独使用MOSWs可制备高黏附性超疏水涂层,其接触角达152.59°,涂层水平倒置水滴不滴落;而MOSWs与50 nm SiO₂以相同质量分数混合,可制备低黏附性超疏水涂层,其接触角达163.25°,滚动角可趋近0°。所制备涂层的平均粗糙度R_a值位于5～10μm之间时,接触角较大,滚动角较小,超疏水性能较佳。