一种环氧粉末涂层的吸水性研究

利用称重法对一种环氧粉末涂层在不同溶液种类(NaCl,KCl,CaCl2和蒸馏水),不同温度(20,40,60和80℃),不同浓度NaCl溶液中的吸水性进行了研究。结果表明,水在环氧粉末涂层中的扩散基本符合Fick第二定律,饱和吸水量和水在涂层中的扩散系数与溶液温度和水活性有关,并计算得到不同溶液中水在环氧粉末涂层自由膜中扩散的活化能;涂层浸泡过程中填料会有溶出,不同溶液溶出行为不一致;一次结合水和二次结合水含量随温度的升高而增大;80℃蒸馏水中涂层结构发生松弛导致吸水量不断增加。     

电热爆炸定向喷涂Stellite 6合金涂层

采用电热爆炸定向喷涂工艺在45号钢基体上制备stellite6合金涂层。借助光学显微镜，扫描电镜和图像分析软件等对涂层厚度均匀性、孔隙率，显微组织、晶粒度以及涂层基体界面结合情况进行了分析。借助显微硬度仪对涂层的硬度进行了测试。对不同尺寸喷涂材料所得涂层进行了比较。结果表明，两种不同尺寸喷涂材料制备的涂层组织晶粒均大大细化，涂层孔隙率都比较低；小截面积的喷涂材料制备涂层的厚度均匀性好于大截面的喷涂层；涂层与基体界面结合良好，在界面附近发生了扩散现象；涂层硬度均远远高于原始stellite6喷涂材料硬度，最高分别达到997HV和738HV，为原始硬度的2～3倍。且小尺寸喷涂材料涂层硬度高于大尺寸喷涂材料涂层硬度。     

改性环氧涂层吸水性及耐蚀性研究

采用重量法和电化学阻抗谱法考察了两种环氧涂层的吸水性 和防腐蚀作用.结果表明水在涂层中的扩散可以分为两个过程,分别作用于提高涂层的离子 导电性和降低涂层在金属表面粘结性.涂层的吸水性对金属/涂层界面行为有重要的影响, 从而影响涂层的防腐蚀性能.以吗啉Mannich碱固化的环氧涂层在涂层/金属界面的憎水性有 所提高,具有较好的防腐蚀能力.     

环氧磷酸酯/水性环氧涂层的耐蚀性能

为研究水性环氧涂层缓蚀剂的制备及其耐蚀性能,采用化学法将磷酸接到双酚A环氧树脂上,并与N,N-二甲基乙醇胺中和制备水性环氧磷酸酯。将环氧磷酸酯添加到双组份水性环氧树脂中制备3种环氧磷酸酯/水性环氧涂层(E44,0.2%P-E44和0.5%P-E44)。采用极化曲线和交流阻抗谱技术研究了环氧磷酸酯/水性环氧树脂对Q235钢基体在3.5%NaCl溶液中的防护性能。结果表明:浸泡24h后,0.2%P-E44/碳钢体系的自腐蚀电流密度(0.431μA/cm2)低于E44/碳钢体系(0.928μA/cm2)和0.5%P-E44/碳钢体系(0.553μA/cm2);在浸泡24h内,3种涂层的涂层电容Qc逐渐增大,涂层电阻Rc和电荷转移电阻Rct逐渐较小,环氧磷酸酯可以显著提高纯水性环氧的Rc和Rct,进而提高水性环氧的耐蚀性能。当水性环氧树脂中环氧磷酸酯的含量为0.2%时,其防护性能较好。     

环路热管碳纤维毛细芯表面改性性能对比

目的改善碳纤维表面亲水性能以应用于平板型环路热管毛细芯,并对比两种方法的优劣。方法采用两种方法对碳纤维表面进行改性—化学镀铜法(在碳纤维表面形成均匀铜镀层)、火焰喷涂金属粉末法(在碳纤维表面形成金属涂层),采用高速摄像机(High-speedCamera)、电子扫描显微镜(SEM)和红外成像仪(IR Camera)等表征设备,比对了处理后的表面形貌、亲水性能以及毛细抽吸力。通过IR图片测量吸液高度,建立数学模型,定量计算出两种方法改性后碳纤维的毛细抽吸性能。结果通过两种方法改性后的碳纤维,内部多孔结构均未被破坏且亲水能力都得到明显的提高,液滴接触碳纤维表面后迅速吸入纤维内部。化学镀层非常紧密平整,火焰喷涂涂层没有开裂,极少剥落。化学镀碳纤维的抽吸压为3.2kPa,渗透率为3′10-11 m~2,火焰喷涂金属涂层碳纤维的抽吸压为2.94 kPa,渗透率为8.16′10-11 m~2,说明通过两种方法改性得到的碳纤维均达到了平板型环路热管毛细芯的要求。结论通过化学镀和火焰喷涂对碳纤维进行表面处理均可以使碳纤维的浸润性得到明显改善,从而使其内部固有的多孔结构发挥出对水的毛细抽吸力,鉴于碳纤维作为一种厚度灵活的柔性材料,不受蒸发器尺寸的限制,可以成为传统烧结和金属丝网毛细芯的替代方法。     

瓦楞辊表面喷涂硬质涂层耐磨性研究

利用等离子喷涂技术在瓦楞辊材料42CrMo合金钢表面喷涂Cr_3C_2-NiCr、Cr_2O_3两种硬质涂层.测试了涂层的硬度、耐磨性,并用扫描电镜(SEM)分析了两种涂层的截面、表面形貌和厚度.结果表明:等离子喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层后试样表面硬度达到923.6HV,而喷涂Cr_2O_3涂层后试样表面硬度达到1184.1 HV.两种涂层均与基体结合紧密,有效减小了试样表面的摩擦系数,耐磨损性能也显著提高.     

UV环氧玻璃鳞片涂层耐蚀性评价

以中碱玻璃鳞片为耐蚀填料,环氧丙烯酸酯为主要成膜物质,制备了一种UV(紫外光固化)环氧玻璃鳞片涂层,通过吸水量、扩散系数、电化学阻抗谱(EIS)测试等方法研究了玻璃鳞片用量、目数和涂层厚度对涂层耐蚀性能的影响。结果表明,添加10%的100目经硅烷偶联剂处理的玻璃鳞片,涂层厚度为100μm时,UV环氧玻璃鳞片涂层的耐蚀性能最佳,在饱和期(120h)其吸水量为0.009 1g,扩散系数为3.95×10-14 cm-2·s-1,阻值为1.129×109Ω·cm2。     

等离子喷涂Mo/8YSZ功能梯度热障涂层结构优化与热力耦合模拟计算

目的研究不同结构参数对Mo/8YSZ热障涂层系统残余应力的影响因素。方法设计Mo/8YSZ功能梯度热障涂层,并利用ANSYS有限元软件建立了等离子喷涂Mo/8YSZ功能梯度热障涂层的数值模型,模型中考虑了材料热物理性能参数随温度变化,研究粘结层、过渡层及陶瓷层厚度对Mo/8YSZ功能梯度热障涂层残余应力的影响规律。结果随着径向距离的增大,粘结层与陶瓷层界面的残余应力逐渐由压应力变为拉应力,并且在涂层边缘位置,径向残余拉应力达到最大值。在0~12 mm路径范围内的同一位置,伴随着陶瓷层厚度的增加,粘结层与陶瓷层界面位置的轴向残余应力无明显变化,且轴向残余应力的数值几乎为0;在6~12.5 mm路径范围内的同一位置,伴随着陶瓷层厚度的增加,其剪切残余应力逐渐增大。在基体与粘结层界面边缘0.5 mm处存在着与其他位置相比更大的应力突变。粘结层与陶瓷层的厚度参数比控制在4∶10~4∶13时,涂层具有最低的热失配。过渡层与陶瓷层的厚度参数比控制在1∶4时,涂层具有最低的热失配。当功能梯度热障涂层的过渡层采用50%Mo与50%8YSZ复合而成时,将粘结层、过渡层及陶瓷层三者的厚度比值控制在16∶10∶40~16∶13∶52,涂层具有最低的热失配。结论通过设计功能梯度热障涂层,并合理调控热障涂层系统的结构参数,可进一步减小喷涂构件的残余应力和应力突变情况,提升基体与涂层的结合强度。     

水和氯离子在纳米蒙脱土改性光固化涂层中的传输行为

采用静态浸泡法绘制了漆膜增重-时间曲线,考察了纳米蒙脱土(nano-MMT)改性紫外光固化涂层的吸水性,分析了纳米蒙脱土用量、环氧丙烯酸酯(EA)与合成活性稀释剂(AD)比例、光固化涂层的固化程度与介质传输行为的关系。结果表明:在浸泡初期,NaCl溶液在涂层中的传输行为符合Fick扩散定律,之后涂层吸水量达到饱和,由计算公式可求得渗透介质在涂层中的扩散系数。同时,涂层的固化程度越高、WEA:WAD越大,涂层的抗介质渗透性能越好。     

桥梁混凝土防护用聚脲涂层耐硫酸盐腐蚀研究

桥梁混凝土在使用过程中会受到硫酸盐的侵蚀,涂层防护是混凝土抵抗硫酸盐侵蚀的有效方法。本文研究了无缺陷和有缺陷聚脲涂层混凝土在硫酸盐腐蚀环境下质量、抗折强度以及抗压强度随腐蚀龄期的变化规律,并采用扫描电镜（SEM）法研究其表观形貌的变化。研究结果显示：无缺陷涂层混凝土在80g／L的硫酸钠溶液中加速腐蚀后,其质量基本不变。有缺陷涂层混凝土质量前30d增加最多,增加了1．15％,之后变化不大;有缺陷涂层试块早期强度会出现比无缺陷涂层试块高的情况,120d时,有缺陷涂层试块的抗压强度比无缺陷涂层试块高5．63MPa,但150d时,无缺陷涂层试块的强度比有缺陷涂层试块高5．45MPa。说明有缺陷涂层试块因腐蚀介质进入试块内部与水化产物发生反应,引起强度和质量的短暂的增加,随着腐蚀的进一步加强,其质量变化不大,强度反而下降;SEM研究发现,腐蚀只在涂层表面局部区域产生,而涂层表面形貌和结构形态均未发生明显变化。以上研究表明,聚脲涂层能够很好的抑制硫酸盐对混凝土的腐蚀,但涂层缺陷会影响其抑制作用。     

温度变化对含硬脂酸包覆滑石粉环氧涂层渗水率的影响

利用通透杯测定了不同温度下水汽在含硬脂酸包覆滑石粉环氧涂层中的渗透率，通过计算求出了水汽在涂层中传输的表观活化能.结果表明，温度升高，使水汽在涂层中渗透率加快，但对涂层的饱和吸水量影响不大；水汽在硬脂酸包覆填料涂层中的传输的表观活化能明显高于水在填料未被硬脂酸包覆涂层中传输的表观活化能.     

模拟流动海水条件下无溶剂环氧防腐涂层的失效行为

在60 ℃实验条件下以3种无溶剂环氧防腐涂层为研究对象,利用称重法研究了在不同流速3.5%NaCl溶液中水在涂层中的扩散行为,采用开路电位法 (OCP) 和电化学阻抗谱技术 (EIS) 研究了不同流速下涂层的失效行为。结果表明,胺类固化粉末涂层和酚醛固化粉末涂层在实验流速范围内、酚醛胺固化液体涂层在较低流速范围内,水在涂层中的扩散符合Fick II模型,而酚醛胺固化液体涂层在4 m/s高流速下水在涂层中的扩散偏离Fick II模型;随着流体流速增加,涂层的饱和吸水量增加,水在涂层中的扩散系数变大;实验流速范围内3种无溶剂涂层失效过程分为3个阶段;流体流速明显加速了酚醛固化粉末涂层和酚醛胺固化液体涂层的劣化,对胺类固化粉末涂层失效影响不明显。     

氟碳涂层对海洋环境下混凝土抗氯离子渗透性能的影响

目的研究不同氟碳涂层体系对海洋环境下混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律及作用机理。方法以溶剂型氟碳涂层和水性氟碳涂层为研究对象,开展了两种溶剂型氟碳涂层体系和一种水性氟碳涂层体系的研究,即环氧底漆-溶剂型氟碳面漆、环氧底漆-聚氨酯中层漆-溶剂型氟碳面漆及水性环氧底漆-水性氟碳面漆。通过氯离子电迁移快速试验,研究涂覆这三种氟碳涂层体系的混凝土抗氯离子渗透性能。采用干湿循环试验模拟浪花飞溅区,通过混凝土抗氯离子侵蚀试验及扫描电镜观察试验,研究涂层对混凝土在海洋环境浪花飞溅区的防腐性能。结果氯离子电迁移快速试验测得的氯离子扩散系数表明,氟碳涂层体系作用下,混凝土氯离子扩散系数降低。干湿循环试验36 d后,通过扫描电镜观察发现这两种溶剂型氟碳涂层体系表面仍然致密,水性氟碳涂层体系表面出现裂缝。结论溶剂型和水性氟碳涂层体系均能提高混凝土抗氯离子渗透性,溶剂型氟碳涂层体系在海洋浪花飞溅区更耐久,更适用于该环境下的混凝土腐蚀防护。     

镀锌钢表面硅烷掺杂电泳漆涂层的腐蚀电化学行为研究

将γ-(2,3环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷 (GPTMS) 掺杂到不含颜料的水性环氧树脂中,通过一步电泳法在镀锌钢表面构建得到硅烷掺杂的电泳漆涂层。采用电化学阻抗谱和扫描电化学显微镜技术研究了涂层体系的防护性能,并结合其它手段开展了机理研究。结果表明,有机硅烷的加入能够显著提高环氧电泳漆涂层在腐蚀介质中的防护性能,硅烷掺杂抑制环氧涂层的吸水和溶胀。提出了硅烷掺杂电泳漆涂层的如下防护机理：一方面,GPTMS的掺杂增加了涂层的交联程度;另一方面,电泳过程中促进GPTMS组分在金属与涂层界面的优先沉积形成富集层,从而提高了基体与涂层间的结合力。     

模拟风沙环境下混凝土防护涂层抗冲蚀性能的研究

目的 研究不同类型的防护涂层对风沙环境下混凝土抗冲蚀性能的影响规律及作用机理,从而选取适合风沙环境且综合性能良好的混凝土防护涂层.方法 以聚氨酯、丙烯酸及环氧树脂为研究对象,对三种混凝土结构防护涂层进行了研究.通过接触角和显微硬度对涂层的物理及力学性能进行了分析,并利用模拟风沙环境侵蚀实验系统,在不同冲蚀参数下,对混凝土结构防护涂层体系的抗冲蚀性能的变化规律进行测试.结合混凝土防护涂层风沙冲蚀实验及扫描电镜表征,探究风沙环境下混凝土防护涂层的冲蚀机理.结果 相同冲蚀条件下,不同防护涂层的冲蚀率大小为:聚氨酯防护涂层>环氧树脂防护涂层>丙烯酸防护涂层.喷涂丙烯酸防护涂层试样的抗冲蚀性能比喷涂聚氨酯防护涂层的试样提升了约57.56％,比喷涂环氧树脂防护涂层的试样提升了约33.57％.冲蚀表面分形维数(Ds)的变化在一定程度上反映了不同冲蚀阶段的变化,结合Ds及被冲蚀后涂层表面的微观形貌特征,发现在低角度冲蚀时,受粒子拉应力影响,涂层表面发生了撕裂及脱粘现象,冲蚀率较高.在高角度冲蚀时,受粒子压应力影响,涂层表面出现隆起及空穴等塑性变形,冲蚀表面Ds增加,且在材料屈服应力范围内未造成损伤界面的脱落,故冲蚀率较低,显示出典型塑性材料冲蚀损伤的特征.结论 聚氨酯、丙烯酸及环氧树脂防护涂层体系,均能提高混凝土的抗冲蚀性能.结合防护涂层的接触角及硬度测试结果,发现丙烯酸防护涂层作为风沙环境中混凝土结构防护涂层时,效果较好,适用于该环境下的混凝土防护.不同防护涂层在受到冲蚀时,不存在明显的塑性变形和脆性破坏阶段,而是随冲蚀分量变化,涂层由塑性变形向脆性破坏过渡,且该现象存在于整个冲蚀过程中.     

Study on corrosive electrochemical behaviors of zinc‐rich and graphite‐filled epoxy coatings in 3.5 wt% NaCl solution

Environment behaviors and degradation mechanisms of two organic epoxy coatings coated on carbon steel sheets in 3.5 wt% NaCl neutral solution were studied by electrochemical impedance measurements and atomic force microscopy (AFM). The results showed that the coating resistance (R_p) of the graphite‐filled epoxy coating tested, which presents the film barrier performance, is higher than those of 6101 epoxy resin for initial seawater immersion, but the coating resistance of the zinc‐rich epoxy coating was lower than that of 6101 epoxy resin. After salt spray tests, zinc‐rich epoxy coating coated on the metal still has good anti‐corrosion performances due to the existence of protection effects called “electrochemical” and “chemical” protection. Those behaviors and degradation mechanisms of two coatings can be explained by a series of measured electrochemical impedance spectroscopy measurements, and two equivalent circuit models were proposed to explain the degradation processes of the two organic coatings.     

Epoxy‐coated bars as corrosion control in cracked reinforced concrete

One of the most common corrosion protection methods in reinforcing concrete bars is the application of fusion‐bonded epoxy coatings. Although considerable research has been carried out on the performance of epoxy‐coated bars (ECR), there are still many uncertainties about their performance in cracked concrete. In this experimental program, reinforcing steel bars with six types of epoxy coatings embedded in concrete slabs with a 0.4 mm wide preformed crack intersecting the reinforcing steel at right angles were tested. Results of corrosion potentials, corrosion current density, coating adhesion tests, chloride content, and visual examination after 68 months of exposure to a simulated marine environment are reported. Results revealed that under the studied conditions the ECR did not provide total protection of steel reinforcement in cracked concrete. Their use however, tended to reduce significantly the damage caused by the chloride‐induced corrosion when compared with the uncoated bars embedded in concrete with similar characteristics.     

热镀锌无铬自润滑涂层及性能试验研究

目的 改善热镀锌板成形条件,减少冲压成形工序.方法 研发了一种热镀锌自润滑板,采用扫描电镜研究了热镀锌自润滑涂层的微观结构及成分,采用X射线荧光光谱仪测量了膜重.通过中性盐雾试验、摩擦系数测定、烘烤前后色差变化、涂敷凡士林后色差变化等方法,研究了涂层膜厚对耐蚀性、自润滑性、耐热性、耐指纹性、耐水性的影响,并得出最佳性能的膜层厚度控制范围.结果 自润滑膜层为一种有机-无机混合的致密环保涂层,其在NSST/72 h条件下锈蚀面积小于5％,摩擦系数小于0.10,涂敷凡士林后色差变化值小于1,具有良好的自润滑性、耐蚀性、耐指纹性、耐水性等性能,满足用户的冲压成形条件.结论 自润滑涂层的耐蚀性、耐热性、耐指纹性、耐水性等性能均已达到,甚至超越了现有无铬钝化的水平.涂层自润滑性、耐蚀性、耐指纹性随膜厚的增加而增强,耐热性随膜厚的增大而变差,膜厚对耐水性无明显影响.控制涂层膜厚为0.9～1.6g/m2,可确保涂层具有更加优良的稳定的自润滑性、耐蚀性和耐热性.     

聚脲聚氨酯环氧涂料用於混凝土钢筋防腐蚀的研究

聚脲聚氨酯环氧涂料用於混凝土钢筋防腐蚀的研究林薇薇（浙江大学高分子系杭州３１００２７）钢筋混凝土建筑物耐久性下降的主要原因之一是增强钢筋的腐蚀。因为混凝土是多孔性凝胶体，空气中的氧、湿气和其它腐蚀介质能通过孔隙和细裂缝侵蚀钢筋，而钢筋变成铁锈时体积要...     

有机覆膜对热烧结锌铝涂层耐腐蚀性能的影响

为提高热烧结锌铝涂层（简称锌铝涂层）的耐蚀性,在涂层表面涂覆一层环氧富铝膜,形成复合涂层。采用十字划格法测试锌铝涂层和复合涂层的附着强度,并用扫描电镜（SEM）分析涂层微观形貌;用海水全浸实验和中性盐雾实验评价涂层的耐蚀性能;采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）研究涂层的电化学性能。结果表明,复合涂层表面更为完整致密,防水性能优于锌铝涂层;环氧富铝膜层能够有效的阻挡腐蚀介质的入侵,复合涂层耐蚀性比锌铝涂层高。复合涂层腐蚀初期主要为扩散控制,随着腐蚀介质的不断渗入,环氧膜层中的Al粉发生活化反应,起到了一定的牺牲阳极保护作用。有机覆膜提高了锌铝涂层在海洋环境中的适用能力。