石墨烯导电粉末涂料的制备与研究

将石墨烯邦定至粉末底粉的表面,在固化过程中,石墨烯可迁移至涂层表层,成膜后制备导电型石墨烯粉末涂料(邦定法)。作为对比,将石墨烯通过挤出机混炼后,完全分散在涂层中,制备导电型石墨烯粉末涂料(内挤法)。结果发现:石墨烯用量同样为0.3%时,内挤法涂层表面电阻为10 ¹² Ω,而邦定法可降低至10 ⁶ Ω。邦定技术可大大降低石墨烯的用量,降低成本。采用红外光谱对粉末涂料的化学结构进行表征,通过差示扫描量热仪(DSC)测定其固化过程,并探讨了石墨烯的添加量对涂层表面电阻的影响。     

邦定前后粉末涂料粒径分布变化的研究

通过测定底粉、金属粉颜料、邦定粉和样板吸附粉的粒径,研究了邦定(热粘接)前后原粉、样板吸附粉的粒径变化,证明了邦定设备对邦定粉末涂料的粒径影响。     

金属表面PDA/PTFE超疏水涂层抑垢与耐腐蚀性能

超疏水涂层具有极广的应用前景，然而在金属表面制备稳定的超疏水涂层具有一定挑战。为提高涂层稳定性，本文通过简单浸泡法在不锈钢表面形成稳定的聚多巴胺（PDA）中间涂层，随后采用电泳沉积法在PDA修饰后的表面制备聚四氟乙烯（PTFE）超疏水涂层。测试中采用场发射扫描电镜、接触角测试仪及电化学测试仪进行PDA/PTFE涂层分析和表征。制备的PDA/PTFE涂层表面呈现凸起结构，提高电沉积制备时间与溶液中水含量，涂层表面水接触角呈现先增加后降低的变化趋势，制备涂层中最大水接触角为160.2°±1.3°，相应涂层的表面能为5.57mN/m。胶带剥离与砂纸磨损试验表明，PDA/PTFE涂层具有较好的稳定性。污垢沉积试验表明，浸泡在50℃、70℃与90℃碳酸钙过饱和溶液12h后，与不锈钢相比，涂层抑垢率分别为64.71%、72.22%与81.25%。电化学测试表明，PDA/PTFE超疏水涂层具有较好的耐腐蚀性能，与不锈钢相比，涂层缓蚀率为95.1%。     

超疏水涂料的制备及性能研究

以氟树脂为原料,以纳米二氧化硅粒子为改性剂并加入助剂,采用水浴共混制备超疏水涂料。通过在玻璃板自然风干得超疏水涂层。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对超疏水涂料涂层表面进行系统表征。讨论氟树脂、纳米二氧化硅及甲基丙烯酸甲酯(MMA)的用量对涂层疏水性能影响,探索涂层微观粗糙结构对接触角的影响,确定涂层的最佳工艺条件,获得静态接触角为151°、滚动角为4.8°的超疏水涂料。     

气相法纳米粉体对聚酯粉末涂料性能的影响

[目的]气相法制备的纳米粉体可作为粉末涂料的分散助剂。[方法]研究了气相二氧化硅和气相氧化铝对聚酯粉末涂料的流动性、上粉率、储存稳定性,以及涂层硬度、附着力、光泽等性能的影响。[结果]添加0.1%～0.3%(质量分数)疏水改性的气相二氧化硅对粉末涂料的流动性和储存稳定性有显著的提升,对上粉率及涂层硬度、附着力有略微的提升,但对涂层有一定的消光作用;添加0.1%～0.2%(质量分数)气相氧化铝对粉末涂料上粉率有显著的提升,对流动性、储存稳定性及涂层硬度、附着力也有略微的提升,但对涂层的光泽影响较小。[结论]在粉末涂料中疏水型气相二氧化硅和气相氧化铝搭配使用,可获得更优的性能。     

辊式涂布法构建纸基牢固超疏水表面

采用辊式涂布的方法在纸基材料上构建超疏水表面，并对超疏水表面的牢固性、自清洁性和疏水性能进行评价。用γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷（POTS）对微米级和纳米级两种尺寸的TiO₂粒子进行疏水改性处理，然后将改性后的微/纳米TiO₂涂布在纸基材料表面。采用红外光谱（FTIR）对改性后的微/纳米TiO₂的化学组成进行了分析，采用扫描电镜（SEM）对涂布纸表面结构进行了表征，通过接触角、耐磨性和自洁净测试评价了涂层表面的超疏水性、牢固性和自清洁性。改性TiO₂的FTIR分析显示在1000～1500cm^-1之间出现多个C—F键的伸缩振动峰，表明POTS通过化学键与TiO₂表面发生了结合。涂布纸表面的SEM分析可以看出，纸基材料表面上均匀分布了微米和纳米尺寸的TiO₂颗粒，具备了类似荷叶表面微-纳结构的粗糙表面。涂层表面的水接触角为153°±1.5°，滚动角为3.5°±0.5°，水滴在涂层表面呈球形，极易滑落，涂层在水中浸泡7天后，接触角没有发生明显变化，表明纸张表面具备了优异的超疏水性能，且疏水稳定性较好。涂层表面经过10次循环磨损试验后，接触角仍能达到150°，滚动角为9°，表明机械摩擦没有对涂布纸表面的化学成分和粗糙结构造成明显的破坏，超疏水表面的牢固性较好。自洁净测试表明，涂布纸表面具有良好的自清洁和防污性能。该工艺过程操作简单，易于实现工业化生产，为在纸基表面构建综合性能优异的超疏水表面提供了一种新的便利途径。     

基于不同壁温的超疏水涂层制备及减阻性能研究

以操作简单的喷涂方式,将二氧化硅(SiO2)纳米粒子喷涂在聚氨酯(PU)表面形成了双层结构超疏水涂层.对所制备的涂层表面形貌特征、化学成分和润湿性能进行了表征分析,自主设计并搭建了减阻测试平台(旋转粘度计测试仪),借助此平台研究了不同壁温条件下超疏水涂层的减阻效果.研究表明,制备的超疏水涂层接触角为157.9°,滚动角...     

耐磨超疏水疏油复合涂层的制备及性能

耐磨超疏水疏油涂层是由以双酚A环氧树脂和微米尺寸的消光粉高速分散构成的底涂,及氟化物改性纳米二氧化硅为面涂,经分别喷涂构造的复合涂层。经试验,当双酚A环氧树脂与消光粉的质量比例为5∶1,面涂中氟化物与纳米二氧化硅质量比例为2:1时,构造的微纳结构涂层的疏水疏油角分别为167°和151°;当涂层摩擦1000次时仍具有较高的疏水疏油角,分别为117°和89°,并且涂层具有优异的耐盐雾和耐老化性能。     

油田管道防垢的超疏水涂层制备及性能研究

以耐磨性好的TPU为基体,掺杂CeO₂粒子来构建表面微纳米结构,制备了一种TPU-CeO₂超疏水涂层。对其进行性能研究,结果表明：TPU-CeO₂复合涂层具备很好的超疏水性能,水接触角和滚动角分别可达到158°和5°;TPU-CeO₂复合涂层具有良好的防结垢和自清洁性能以及较好的附着性和柔韧性。     

纳米二氧化钛/氧化锌超疏水涂层的制备及其性能

将纳米TiO2和微米ZnO机械搅拌,制备了纳米TiO2/ZnO复合粒子。通过硬脂酸对其改性,于200°C下烘烤15min,在钢试片上得到纳米TiO2/ZnO复合超疏水涂层。采用扫描电镜、红外光谱和接触角分析仪对涂层表面的形貌和疏水性进行了表征。结果表明,复合粒子经硬脂酸表面改性后引入了疏水性的甲基,形成微/纳米双重粗糙结构。当硬脂酸含量为9%时,所得涂层表面与水的静态接触角为165.3°,滚动角4°。该涂层具有优异的耐溶解性、耐温性及自清洁性。     

铝粉粉末涂料邦定工艺的研究

本工艺通过设计聚酯/环氧型粉末涂料配方,采用邦定包膜技术将涂料粉末粒子与铝粉牢固黏结,静电喷涂试验表明该粉末涂料高度接近电镀铬效果,可作为电镀铬的替代产品。其中铝粉与粉末粒子良好粘结,铝粉使用量可降低30%;采用静电喷涂时,对不同金属元器件粘附良好,200℃固化10分钟,其涂膜拥有类似铬电镀的高光泽度金属效果,且色泽均一。相比溶剂型涂料60%~65%的成膜率,该粉末涂料成膜率接近100%,且未附着于被喷涂物件的粉末可以全部回收再利用。现有的邦定包膜技术具有高效环保、低成本等特点。     

TiO2/含氟树脂复合超疏水涂层的制备

采用自由基溶液聚合法与共混法制备Ti O2/含氟树脂（FA）超疏水涂层。分别以甲基丙烯酸丁酯（BA）和苯乙烯（ST）为软硬单体,甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）为低表面能单体,丙烯酸（AA）为功能单体,甲苯（MB）为溶剂,通过自由基溶液聚合法制备含氟树脂（FA）。将无机纳米TiO2粒子均匀分散于含氟树脂中,然后以提拉法涂覆于基质表面即得TiO2/含氟树脂复合涂层。用接触角仪、紫外可见光光度计、红外光谱、扫描电镜、综合热分析对涂层进行了测试表征。实验结果表明：当DFMA含量为15%,含氟树脂涂层与水的接触角为105°,涂层在310℃以下可基本保持稳定结构。当TiO2（60nm）粒子的掺杂质量分数为15%时,所制备复合涂层的疏水角为151°,透过率可达65-75%。     

低表面能环氧树脂超疏水涂层的制备与研究

制备工艺复杂、表面粗糙结构耐久性差等因素制约了超疏水涂层在现实中的大规模应用。本研究采用十八烷酸对环己二胺四官能团环氧树脂(AG602)接枝改性制备了低表面能环氧树脂SAEP,并将SAEP与疏水纳米二氧化硅粒子共混后涂膜,对其热固化后涂层的性能进行研究。结果表明：当nmSiO₂质量分数为30%时,涂层表面具备超疏水性,水接触角为156.5°,滚动角为5.1°。涂层在承受砂纸45次循环打磨后仍能保持超疏水性。此外,涂层还具备优良的自清洁能力与耐酸碱腐蚀能力。     

抗低温碎石冲击性能良好的汽车铝轮毂底粉粉末涂料的研制

首先通过对粉末涂料涂层在低温环境下变脆、机械性能下降的现象进行机理分析,从而提出可通过适当降低涂层Tg并结合提高涂层韧性的方法,来有效改善铝轮毂底粉在-2 0℃低温环境下抗碎石冲击性能变差的现象。通过对树脂和助剂的研究,成功制备出一种汽车铝轮毂底粉粉末涂料,该涂料具备良好的抗低温碎石冲击性能,并满足铝轮毂涂装技术要求。     

环氧/聚二甲基硅氧烷/MCM-41超疏水涂层的制备与性能研究

针对常规超疏水涂层制备工艺繁琐等问题，以介孔SiO₂纳米颗粒(MCM-41)为填料和载体，聚二甲基硅氧烷(PDMS)为低表面能改性剂，环氧树脂及其固化剂为成膜物，采用喷涂法制备了超疏水涂层。通过场发射扫描电子显微镜、共聚焦显微镜、接触角测量仪、拉伸试验机对其表面形貌、结构、疏水性及附着力进行表征。重点考察了PDMS改性的MCM-41(MCM-41/PDMS)和树脂基体质量比对涂层性能的影响。结果表明：当MCM-41/PDMS质量分数为55%，可以得到涂层疏水性(接触角150°，滚动角9°)和附着力(7.33 MPa)的最佳匹配，涂层经过胶带剥离300次和磨损150周期后，水接触角仍大于150°。     

聚酯树脂对金属粉末涂料性能的影响

从聚酯角度出发研究了聚酯酸值、黏度、玻璃化转变温度（Tg）、相对分子质量分布和反应性对金属粉末涂料性能的影响,分别采用粒径分布分析法和扫描电镜表征了邦定前后粉末粒径的变化和银铝粉在涂层中的分布情况。结果表明：聚酯酸值、黏度和Tg对底粉和银铝粉的热黏结效果影响不明显,均可以取得较好的邦定效果;聚酯的熔融黏度、相对分子质量分布和反应性对银粉分布影响较大,熔融黏度较高、相对分子质量分布窄和反应性较快的聚酯更有利于银粉的上浮。     

导读

正高庆福等首先通过对粉末涂料涂层在低温环境下变脆、机械性能下降的现象进行机理分析,从而提出可通过适当降低涂层Tg并结合提高涂层韧性的方法,来有效改善铝轮毂底粉在-20 ℃低温环境下抗碎石冲击性能变差的现象。通过对树脂和助剂的研究,成功制备出一种汽车铝轮毂底粉粉末涂料,该涂料具备良好的抗低温碎石冲击性能,并满足铝轮毂涂装技术要求。     

无氟耐用环氧/棕榈蜡/炭黑超疏水复合涂层的耐久性研究

制备了一种无氟耐用环氧/棕榈蜡/炭黑(EP/CW/CB)超疏水复合涂层,调控CW和CB的比例,以获得超疏水性能。使用砂纸磨损实验、落砂实验以及胶带剥离实验验证复合涂层的耐摩擦性能、耐冲击性能和黏接性能等力学性能。结果表明:CW质量分数为15%时,树脂基体的疏水性能和耐磨性能最好,接触角大小为110.3±1.5°,CB的质量分数为7.5%时,复合涂层的超疏水性能最好,涂层的接触角为158.5±1.2°,滚动角为2.3±1.3°。这一体系的超疏水复合涂层可以耐受50次砂纸摩擦循环,250 g高度为0.3 m的落砂冲击和30次胶带剥离循环。     

超疏水纳米海绵制备及其二甲苯吸附性能

利用聚氯乙烯（PVC）及疏水性气相纳米SiO₂颗粒建立了一种简易、快速的超疏水纳米海绵材料的制备方法，并在开展超疏水纳米海绵材料的表面基团分析（IR）、疏水性能测定、表面形貌（SEM）观察的基础上，探究其吸附性能及循环使用性能。为验证超疏水纳米海绵材料的工业应用性能，采用实验室搭载回收设备，对比考察了负载超疏水纳米海绵/未改性海绵/商用金属盘片对间二甲苯的回收性能。结果表明：改性后超疏水纳米海绵材料表面负载涂层整体均匀完整，涂层上接枝的纳米颗粒稳定致密，且表面粗糙度有明显提高。IR谱图中新增有O—Si—O的特征峰，充分证明疏水性SiO₂颗粒已负载在材料表面，使其表面疏水角可达150°，具有超疏水亲油特性。改性海绵材料间二甲苯吸附容量可达41.45g/g，且在循环500次后吸附容量仍能达到其初始值的93%，负载该海绵的回收设备则具有良好间二甲苯回收速率（152.83L/h）及效率（99%），运行58h后仍保持良好间二甲苯回收性能。     

有机硅改性凹凸棒土制备耐久型超疏水涂层的研究

以凹凸棒土（ATP）、正硅酸乙酯（TEOS）、十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）为主要原料，经Stober法制得HDTMS/MPTMS-ATP改性颗粒，进一步与聚二甲基硅氧烷（PDMS）复配制备耐久型超疏水涂层。通过透射电镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、接触角测量仪对改性ATP及涂层的结构、形貌和润湿性进行了表征，重点考察了改性ATP与PDMS质量比对涂层性能的影响。结果表明：改性ATP中C=C双键与PMDS中Si—H键经加成反应形成了颗粒与成膜物间稳定的Si—C共价结构；当改性ATP与PDMS质量比为3∶5时，涂层水接触角和滚动角达160.5°和2.8°，附着力为1级，经80次砂纸打磨、100次抗剥离测试、24 h酸碱溶液浸泡后仍具有超疏水性。