不同硅类混凝土涂层在海洋暴露环境下的性能

将有机硅抗涂鸦涂料、硅烷和仿清水混凝土涂料涂覆于混凝土试件,在浙江舟山暴露试验站浪溅区暴露1年后,对涂层的完整性、防水性和抗氯离子侵蚀性能进行了试验对比.结果为:涂膜损失率从大到小依次为抗涂鸦涂层、仿清水混凝土涂层和硅烷涂层,其厚度与暴露前相比分别损失了62％、63％和49％;防水效果从强到弱依次为仿清水混凝土涂层、硅烷涂层和抗涂鸦涂层,其吸水率降低率(相比于暴露前的涂层试件)分别为83％、77％和50％;氯化物吸收量降低效果从强到弱依次为仿清水混凝土涂层、硅烷涂层和抗涂鸦涂层,其涂覆试件与同条件暴露的空白试件相比,在距离混凝土表面8 mm处深度的氯化物吸收量降低效果分别为95.65％、84.02％和17.25％.     

冰冻海水环境下混凝土表面涂层长期暴露试验研究

本文通过对暴露长达10年的表面涂层混凝土试件和青岛市胶州湾大桥实体结构进行涂层粘结强度、氯离子浓度等测试,对涂层应用在混凝土结构上的长期防护效果进行了研究。结果表明:在冰冻海水环境暴露10年后,大气区、浪溅区和水变区混凝土表面涂层的粘结强度均超过1.5 MPa,符合现行规范要求;在浪溅区和大气区环境下,涂层对海工混凝土的长期防护效果较好,但在水变区环境下涂层的防护效果相对较差;有涂层混凝土试件的表观氯离子扩散系数与无涂层混凝土在水变区环境下已无明显差别;大桥实体结构中有涂层混凝土的表面氯离子浓度较无涂层混凝土降低了2.3~3.9倍,且涂层对于实体结构的抗氯离子长期侵蚀效果稍弱于小尺寸混凝土试件。     

有机硅改性水性聚氨酯涂层耐磨自消光性能研究

以二羟甲基丁酸（ DMBA）为亲水扩链剂，将羟基封端聚二甲基硅氧烷（ HTPDMS）作为改性剂引入水性聚氨酯侧链中，制备了一种兼备耐磨和自消光功能的水性聚氨酯（ ARSMWPU）并研究了 DMBA和 HTPDMS用量对 WPU涂层消光效果和耐磨性能的影响。结果表明：随着 DMBA用量，的增加， WPU乳胶粒径减小，涂层消光性能降低；涂层的耐磨性与 HTPDMS用量直接相关，随着 HTPDMS用量从 0增加至 3. 0％，涂层表面 Si元素含量从 0增加到 9. 26％，表面富集的有机硅链段提高了涂层润滑性，从而降低了涂层的摩擦系数，使自消光水性聚氨酯涂层表现出优异的耐磨性。     

水性氟碳涂料对混凝土防护作用的研究

混凝土表面涂覆处理可以提高其结构的耐久性。以水性氟碳树脂涂料、硅丙乳液涂料为涂覆材料,通过测试混凝土的吸水率和抗氯离子渗透性能,研究不同的底漆、面漆对混凝土防护性能的影响,并研究了涂料黏度和厚度对涂层性能的影响,表征涂层在混凝土界面的结合情况。研究结果表明：水性硅丙乳液为底漆、水性氟碳树脂乳液为面漆的涂刷方式可以有效地提高混凝土的抗氯离子渗透性能,降低混凝土的吸水率;厚度对涂层防护性能的影响较大,黏度对涂料渗透性影响较大。     

聚氨酯丙烯酸酯结构对光固化涂层防腐性能的影响

低聚物树脂作为光固化涂料的主要成膜组分，其结构直接影响着涂层的化学结构。研究其化学结构与光固化涂层防腐性能之间的关系具有重要的意义。本文通过二异氰酸酯和聚醚二醇扩链后再用丙烯酸羟乙酯封端合成了一系列不同化学结构的聚氨酯丙烯酸酯树脂。通过增质量法和失质量法研究了聚氨酯丙烯酸酯的化学结构对涂层吸水率的影响，通过电化学阻抗谱和耐中性盐雾研究了涂层的耐腐蚀性能。研究发现：聚氨酯丙烯酸酯分子链中醚键含量越高，涂层吸水率越高，防腐性能越差；通过在醚键附近引入疏水性的甲基能够降低涂层的吸水率，从而提高涂层的防腐性能；此外，相比于醚键结构，软段为酯键结构时涂层的吸水率更低，防腐性能更高；相比于直链硬段结构，含有环状硬段结构的聚氨酯丙烯酸酯光固化涂层吸水率更低，防腐性能更好。     

沥青路面水性丙烯酸热反射涂层优化设计与路用性能

为降低沥青路面温度,缓解城市热岛效应,选用水性丙烯酸乳液作为基料,通过正交试验确定涂料最佳质量配合比,制备一种新型环保水性丙烯酸热反射涂层。利用室内降温装置测试涂刷量和温度对降温效果的影响,分析降温效果的相关性,并评价涂层的抗滑性能与粘附性能。结果表明,涂料最佳质量配合比为:水性丙烯酸乳液固含量为47%,金红石型钛白粉掺量为14%,石英粉掺量为7%,空心玻璃微珠掺量为3%(以上均为质量分数)。降温效果在一定范围随涂刷量的增大而增大,但到达一定程度后降温效果趋于平稳,推荐涂料最佳用量为1.0 kg/m²。涂层降温效果随温度的升高而增大,室内外降温效果的相关性极强。随着涂刷量的增大,抗滑性能不断降低,添加防滑颗粒能有效提高抗滑性能,且对降温效果几乎没有影响。粘附性能随涂刷量的增大而增大,试件打磨后粘附性能更强。     

石墨烯/有机复合乳液对混凝土渗透性的影响

为研究石墨烯/有机复合乳液对混凝土渗透性能的影响,借助试验测试了不同涂层种类、涂覆遍数和不同水胶比在不同龄期下对混凝土渗透性能的影响.研究结果表明:涂覆表面涂层的试件在各龄期的电通量值均低于对比试件,对比试件在龄期28 d和56 d时,其渗透等级为"低";而混凝土试件涂覆石墨烯/氯丁胶乳乳液涂层和RGOB涂层后,其渗透等级降为"很低";涂层对水胶比小的混凝土试件有更好的防护效果,抗氯离子侵蚀能力更强;试件养护28 d、56 d和90 d,涂覆2层石墨烯/氯丁胶乳乳液与未涂覆试件相比其电通量分别减少了28.97％、34.57％和43.07％,涂覆2层石墨烯/聚丙烯酸酯乳液与未涂覆试件相比其电通量分别减少了22.18％、19.02％和25.80％,从经济性和渗透效果来看,石墨烯/氯丁胶乳乳液涂覆1遍即可,而石墨烯/聚丙烯酸酯乳液须涂覆2遍.     

不同表面处理条件下复合涂层体系失效过程的EIS特征

研究了不同表面处理条件下环氧富锌/环氧云母氧化铁/氯化橡胶涂层体系的电化学阻抗谱特征。利用Bode图、涂层吸水率、涂层电阻及特征频率的变化评价了表面处理对涂层防护性能的影响。结果表明,基材表面状态不同的复合涂层体系吸水率相对稳定阶段所持续的时间长短顺序为：手工打磨>表面锈蚀>表面未处理,与涂层的防护寿命长短、涂层/基材间的黏附力大小顺序一致。此外,不论基材表面处理程度如何,当涂层体系的特征频率增加到1400 Hz左右时,涂层电阻均发生较快降低,吸水率发生较大增长,涂层失去防护作用。     

紫薯花青素提取及其在pH响应显色WPU涂层的应用

探究了紫薯花青素的提取条件,并将其与水性聚氨酯(WPU)复合制备具有pH响应显色性能的功能涂层。研究表明在乙醇体积分数70%,提取时间60 min、料液比1∶10和提取温度65℃的提取条件下,花青素提取效率最高为(143.01±4.11)mg/100g DW。通过涂层酸碱介质pH响应显色实验和涂层基础性能、表面水接触角等测试得出：花青素质量分数高于1.5%的聚氨酯涂层对酸性和碱性介质具有明显的pH响应显色,对酸性介质显红色,碱性介质显黄色,且响应速度快,40 s即可达到最大色差变化,持续时间大于16 h。涂层硬度和附着力在花青素质量分数为2%以内时未见降低,表面光泽度及水接触角则随着花青素添加量增加而略有降低。     

清水混凝土保护剂对混凝土性能的影响

以C40混凝土为试验对象，探讨有机硅型和氟碳型清水混凝土保护剂对其的应用效果。通过涂刷不同类型、不同涂刷层数的清水混凝土保护剂后的试样，与未涂刷保护剂的同强度混凝土试块进行对比，分析其吸水率、耐久性及抗冻性等主要性能指标的变化情况。试验结果表明：保护剂能提升混凝土的性能，碳化深度和吸水率降低，抗冻性和耐久性较为突出，应用保护剂的混凝土可更好地满足工程施工要求。     

环保型氟碳乳液改性乳化沥青防水涂料

以水性氟碳乳液为改性剂对乳化沥青进行改性,研究了乳化沥青与氟碳乳液质量比对涂料的黏结强度、拉伸强度、断裂伸长率及其吸水率的影响。结果表明:当水性氟碳乳液与乳化沥青的质量比为1∶4时,完全达到了水性环保型防水涂料的标准。     

粉煤灰基地聚合物无机涂料的制备与性能

以低钙型粉煤灰为主要原料,硅酸钠和氢氧化钠为复合碱激发剂,硅烷偶联剂(KH550)为增强材料,硅丙乳液为辅助成膜物质制备地聚合物无机涂料。研究了硅烷偶联剂掺量、反应温度以及水固比对地聚合物无机涂料的成膜性、耐水性和耐洗刷性等性能的影响,并通过XRD、FTIR、SEM、TG-DSC分析了无机涂料的微观结构及其耐高温性能。结果表明,当制备温度为60 ℃、水固比为0.31(质量比)、硅烷偶联剂掺量为3.6%(质量分数)时,地聚合物无机涂料在室温下的成膜性良好,无开裂现象,涂料24 h内质量吸水率为1.84%,耐洗刷性可达12 000次,7 d时硬度为154 s。地聚合物无机涂层内部主要是无定形的硅铝酸盐凝胶,硅烷偶联剂经水解、键合生成簇状产物填充在涂层的孔隙之间,增加了涂层的密实性,抑制了裂纹的产生。涂层在25~800 ℃的失重率为12.0%~13.0%,未发现明显的地聚合物热分解现象,说明涂层耐高温性能良好。     

Evaluation of Water Resistance of Polyurethane Dispersion Coatings by Nuclear Magnetic Resonance Imaging

Proton nuclear magnetic resonance imaging (NMRI) at 300 MHz is used to evaluate water resistance of polyurethane dispersion coatings. A set of wood rods coated with an uncrosslinked aliphatic polyurethane dispersion, a plasticized poly(vinyl acetate) (PVAc) emulsion and a 5-minute-cure epoxy adhesive, respectively, are immersed in water at 25°C. The water penetration is followed by acquiring cross sectional images from the samples. The same procedure is used at 60°C to compare the performance of multifunctional polyaziridine and polycarbodiimide crosslinkers with the polyurethane dispersion. The signal intensities in the middle of the wood as a function of time show three characteristics for the systems: induction time, absorption rate, and saturation time. The water resistance of the uncrosslinked polyurethane dispersion coating is relatively good. The addition of 2% of the polycarbodiimide crosslinker does not improve the water resistance. However, the same amount of the polyaziridine crosslinker in 300 ± 50 μm thick coatings decreases the water absorption rate by a factor of ca. 14. The pot life for the 2% polyaziridine mixture is approximately three days and the coatings made from five-day-old mixture have three times faster water absorption rate relative to the fresh mixtures. The reliability of conventional water resistance tests is also discussed.     

涂覆工艺对金属基陶瓷涂层高温抗氧化性能影响的研究

将陶瓷粘结料与Cr2O3或重烧MgO制成料浆,采用刷涂、浸渍和喷涂三种涂敷方法和高温熔烧工艺制备金属基Cr2O3或MgO质高温抗氧化陶瓷涂层。研究了三种涂敷方法、涂层厚度对涂层试样高温抗氧能力的影响规律。结果表明:当料浆组成、涂层厚度和熔烧制度相同条件下,采用喷涂工艺所制备的涂层试样具有最佳的抗氧化能力,且Cr2O3和MgO质陶瓷涂层在1200℃、30h的抗氧化能力分别是金属基体的约62倍和16倍。采用SEM对涂层的显微结构进行了表征,揭示涂覆工艺与涂层结构和抗氧化能力之间的关系。     

Evaluation of Water Resistance of Polyurethane Dispersion Coatings by Nuclear Magnetic Resonance Imaging

Proton nuclear magnetic resonance imaging (NMRI) at 300 MHz is used to evaluate water resistance of polyurethane dispersion coatings. A set of wood rods coated with an uncrosslinked aliphatic polyurethane dispersion, a plasticized poly(vinyl acetate) (PVAc) emulsion and a 5-minute-cure epoxy adhesive, respectively, are immersed in water at 25°C. The water penetration is followed by acquiring cross sectional images from the samples. The same procedure is used at 60°C to compare the performance of multifunctional polyaziridine and polycarbodiimide crosslinkers with the polyurethane dispersion. The signal intensities in the middle of the wood as a function of time show three characteristics for the systems: induction time, absorption rate, and saturation time. The water resistance of the uncrosslinked polyurethane dispersion coating is relatively good. The addition of 2% of the polycarbodiimide crosslinker does not improve the water resistance. However, the same amount of the polyaziridine crosslinker in 300 ± 50 μm thick coatings decreases the water absorption rate by a factor of ca. 14. The pot life for the 2% polyaziridine mixture is approximately three days and the coatings made from five-day-old mixture have three times faster water absorption rate relative to the fresh mixtures. The reliability of conventional water resistance tests is also discussed.     

改善废水污泥基外墙涂料透水性的研究

采用废水污泥制备建筑外墙涂料,探讨了石蜡乳液、防水剂、烷基烯酮二聚体(AKD)、丙烯酸酯乳液、绢云母粉和搅拌时间对污泥涂料透水性的影响。结果表明:在防水剂用量3.03%、石蜡乳液用量1.19%、聚丙烯酸酯乳液用量22.70%、绢云母粉用量3.79%和调漆阶段搅拌时间40 min时,污泥涂料的透水性为0.4 mL/24 h,达到了国家标准GB/T 9755—2014对透水性要求;AKD乳液虽可有效降低涂膜吸水率,但与污泥涂料体系中其他组分的相容性差,不宜作为防水组分应用于所研究的涂料体系;适当延长调漆时间,可降低污泥粒子中位径使涂膜较为紧密从而提高涂料抗透水性;污泥涂料膜表面有类似荷叶的乳突状结构,其抗透水能力优于实验中的市售涂料。     

鳞片石墨对环氧涂层强度和吸水性能的影响

分别研究了含不同质量分数鳞片石墨的环氧涂层的剪切强度以及经冷热水循环浸泡后涂层的重量吸水率与浸泡时间、浸泡72h后涂层的体积变化率、密度和鳞片石墨质量分数的关系。结果表明,随着石墨含量的增加,涂层剪切强度急剧降低,在w(石墨)=10%处达最低值,之后逐渐升高。当w(石墨)=20%时,涂层剪切强度较大。涂层重量吸水率随浸泡时间的增加而增大,并呈现周期性变化(以每24h为周期)。同时,随着石墨含量的增大,涂层吸水率降低。不同石墨含量的涂层浸泡72h后其体积变化率随石墨含量的增加呈现双峰特征,当w(石墨)=20%时,其体积变化率较低,为2.8%。浸泡前和浸泡72h后,涂层密度随石墨含量的增加均呈现先下降后增大的趋势,而且,两者在石墨含量为5%处的密度几乎相等。解释了涂层中不同石墨含量对其强度和耐水性的影响。涂层中适宜的石墨含量为20%。     

持续荷载与干湿循环耦合作用下混凝土毛细吸水性能试验研究

荷载与干湿循环作用均对混凝土内部物质传输和混凝土结构服役寿命有着关键性影响。为研究荷载与干湿循环耦合作用下混凝土毛细吸水性能,对混凝土试件分别施加0%、10%、20%、35%荷载水平的持续压荷载,并观察不同荷载水平第1次、3次、7次干湿循环吸水过程中管内水位的变化,处理得到吸水过程前300 min的累计吸水量曲线。研究结果表明:混凝土的累计吸水量以及各个阶段的吸水率与干湿循环次数成负相关;干湿循环次数相同时,混凝土初始吸水率S₁随荷载水平增加存在阈值,且阈值随干湿循环次数增加而减小;混凝土初始吸水率S₁与后期吸水率S₂之间的差值随干湿循环次数的增加而减少;建立的相关回归模型能够较好地描述荷载与干湿循环耦合作用下混凝土毛细吸水性能的变化趋势。