含磷石墨烯的制备及复合涂层的耐蚀性能

以植酸(PhA)为原料,采用热解法制备含磷石墨烯(PhA-G),并以硅树脂(SiR)为成膜物制备含磷石墨烯/硅树脂(PhA-G/SiR)复合防腐蚀涂层。通过拉曼光谱和XPS分析含磷石墨烯的结构,通过SEM、TEM和AFM观察含磷石墨烯的形貌,通过接触角、吸水率、电化学阻抗谱、极化曲线和盐雾实验等研究复合涂层的耐蚀性能。结果表明：相比于纯SiR涂层和氧化石墨烯/硅树脂(GO/SiR)复合涂层,PhA-G/SiR复合涂层对金属的保护作用更好;当含磷石墨烯添加量为3%(质量分数)时,PhA-G/SiR复合涂层表现出较好的疏水性和优异的防腐蚀性能,其接触角为103.5°,吸水率为3.72%;腐蚀电流密度为3.53×10^-10 A/cm²,电化学阻抗值达到3.82×10⁷ Ω·cm²,耐盐雾达到960 h。     

改性石墨烯/聚苯胺的制备及其环氧涂层的防腐蚀性能

为了改善环氧树脂防腐蚀涂料存在的孔洞缺陷,以改性石墨烯/聚苯胺复合材料作填料来提高环氧涂料的防腐蚀性能。首先采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),再利用对苯二胺还原GO得到改性石墨烯(PGO),进一步制备出改性石墨烯/聚苯胺(PGO/PANI)复合材料。通过拉曼光谱仪、场发射扫描电镜等研究了PGO/PANI的结构和微观形貌,利用盐雾试验、Tafel曲线和电化学阻抗谱研究了 PGO/PANI的防腐蚀性能。结果表明:PGO/PANI涂层的腐蚀等级由空白环氧涂层的10级提高到5级;PGO与PANI有良好的协同作用,PGO与苯胺单体质量比为0.10时,所制备的PGO/PANI复合涂层的防腐蚀效果较好,腐蚀电压为-194.59mV (vs SCE)、腐蚀电流密度为2.12×10^-9A/cm^2.     

纳米Zr粒子改性环氧涂层的耐腐蚀性能

使用纳米Zr粒子和环氧树脂制备出纳米复合环氧涂料,用透射电镜(TEM)、X射线衍射光谱(XRD)对纳米Zr粒子进行了表征,并测试了不同含量纳米Zr粒子涂层力学性能。根据盐雾试验和电化学阻抗谱(EIS)试验结果研究了纳米Zr粒子对涂层耐腐蚀性能的影响。结果表明,在10%纳米Zr粒子涂层中水的扩散系数为6.0×10-6cm2/s,比其它涂层降低了一个数量级。适量的惰性纳米Zr粒子在涂层中均匀分散产生的物理屏蔽作用,提高了涂层的耐腐蚀性能。     

硅氧烷改性石墨烯增强环氧涂层的防腐蚀性能研究

通过点击化学的原理,在商用石墨烯上接枝硅烷偶联剂,使石墨烯在有机涂层中具有良好的分散性和疏水性。接触角测试表明硅氧烷改性石墨烯(SiG)的水接触角(CA)为132.3°,SiG/环氧涂层(SiG/EPs)复合涂层的CA较EPs提高了10.7°,表现出较好的疏水性。SiG在稀释剂和涂料中具有较强的分散性。电化学测试和盐雾试验结果说明SiG/EPs具有很好的耐腐蚀性能,SiG/EPs阻抗模值和自腐蚀电流较EPs提升了两个数量级。SiG能明显提升涂层的耐腐蚀性能,原因是SiG具有较强的疏水性和分散性。     

氧化石墨烯改性碳纤维增强磷酸盐涂层的摩擦学性能研究

着眼于改善磷酸盐粘结涂层的摩擦学性能,探究了改性碳纤维应用于涂层的可行性。通过电泳沉积法将氧化石墨烯(GO)接枝到碳纤维(CF)表面,并采用刮涂-热固法制备了磷酸盐陶瓷涂层;采用扫描电子显微镜和拉曼光谱仪分别表征了CF-GO样品的表面形貌和分子结构,通过摩擦磨损试验机考察了CF-GO含量对涂层摩擦学性能的影响。结果表明：含CF-GO的涂层摩擦学性能显著优于含未处理CF的涂层;随着CF-GO含量的增加,磷酸盐粘结涂层的摩擦系数和磨损率均呈现出先降低后增加的变化;与未添加CF的涂层相比,含10%(质量分数)CF-GO的涂层表现出优异的摩擦学性能,对应的平均摩擦系数和磨损率分别降低了50%和38%。这表明适量的CF-GO能够改善其涂层的摩擦学性能,可为新型磷酸盐涂层研发和工程应用提供较好的参考。     

改性氧化石墨烯在防腐涂料中应用的研究

氧化石墨烯(GO)是石墨烯的衍生物,能够阻隔水分子和氧气等腐蚀因子进入到金属表面,在金属防腐方面有着巨大的潜力。对GO在金属防腐中的应用研究进行了概述,主要从GO的共价和非共价改性的角度出发,归纳总结了改性GO在聚氨酯和环氧树脂等有机涂料中的防腐应用,并展望了改性GO在防腐涂料中的发展方向。     

纳米SiO2-氧化石墨烯/环氧涂层的制备及其防腐蚀性能

采用改进Hummers法制备了氧化石墨烯（GO）,并将GO与经硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）改性的纳米SiO₂进行复合,制备出纳米SiO₂-GO。通过FTIR、XRD、SEM、TEM等分析手段对SiO₂-GO进行表征。采用机械搅拌与超声分散的方法将SiO₂-GO添加到环氧树脂（EP）中。对添加不同质量分数纳米SiO₂、GO和纳米SiO₂-GO的EP基复合材料涂层的物理性能和电化学性能进行测试。结果表明,与纯EP涂层相比,SiO₂/EP、GO/EP和纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层的硬度、附着力和耐腐蚀性能得到显著增强,其中加入2wt%纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层硬度达到5 H,附着力等级达到1级,浸泡24 h后涂层保护效率为99.33%。15天浸泡试验结果表明,添加1.5wt%纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层的硬度达到5 H,附着力达到1级,涂层保护效率仍能达到97.12%。     

环氧化端羟基聚丁二烯改性环氧树脂隔热涂层的研究(英文)

本研究采用自制环氧值为0.19的环氧化端羟基聚丁二烯(EHTPB)改性以双酚A型环氧树脂为基体的隔热涂层材料,以提高涂层材料断裂伸长率为主要目标,研究了EHTPB与环氧树脂的质量配比,甲苯二异氰酸酯含量以及低分子量聚酰胺固化剂含量对改性体系拉伸断裂伸长率及断裂强度的影响规律,改性结果表明,隔热涂层的断裂伸长率从未改性时的0.25%提高到改性后的30.84%,超过了实际应用的需求(≥5%).同时热重分析的结果表明改性后涂层能更好地适应高温下的性能要求。     

多道环氧涂层在NaCl溶液中的电化学阻抗谱

采用电化学阻抗谱(EIS)方法研究了环氧涂层的厚度与涂装道数对水传输行为的影响结果表明,水分子在具有良好阻挡作用的多道环氧涂层的初始阶段的传输符合Fick定律,求得了水在涂层中的表观扩散系数值,与之相应的干环氧涂层的介电常数εd为4.2.涂层越厚,涂装的道数越多,介质在涂层中的传输越困难,涂层的抗渗透性能越好多道环氧涂层的涂层电容-时间曲线类似于理想情况下单道涂层在水溶液中的涂层电容与浸泡时间的关系曲线.     

水性聚氨酯丙烯酸酯/氧化石墨烯防腐涂层的制备与性能

为进一步改善水性聚氨酯丙烯酸酯涂层的防腐性能,采用原位聚合法制备了系列水性聚氨酯丙烯酸酯/氧化石墨烯(WPUA/GO)复合乳液。利用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱表征了自制GO的结构与形貌;运用透射电镜、扫描电子显微镜分析了复合乳液的微观形貌;并通过耐盐雾试验及电化学工作站测试了涂层的防腐性能。结果表明,通过改进的Hummers法制备出氧化程度高、分散性较好的GO;WPUA/GO乳液粒径随着GO含量的增加呈现先增大后减小的趋势;当GO的质量分数为0.5%时,涂层的热稳定性提高了140℃,耐盐雾时间比纯WPUA延长了10 d,腐蚀电流密度减小了1个数量级。     

生物基没食子酸环氧树脂/氧化石墨烯纳米复合材料的制备及热性能

以植物多元酚没食子酸为原料制备了生物基没食子酸环氧树脂(GAER),采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),并利用硅烷偶联剂KH550对氧化石墨烯进行改性修饰。以琥珀酸酐为固化剂,制备了GAER/KH550-GO生物基纳米复合材料。对所制备的GO及其与GAER的复合材料进行了结构表征和性能测试。结果表明,KH550改性的氧化石墨烯已经剥离形成具有单片分布的结构,GAER/KH550-GO复合材料的储存模量(E′)、玻璃化转变温度(Tg)均随着KH550-GO含量的增加先增加后降低,在KH550-GO的质量分数为0.25%时,Tg提高了21℃,50℃时E′增加了72.2%;在KH550-GO的质量分数为0.75%时,复合材料具有较高的交联密度及耐热性。     

耐高温防腐隔热涂料的制备与性能

耐高温防腐隔热涂料在石化管道领域具有重要的应用。文中以环氧改性有机硅树脂为基料,通过复配具有优异隔热性能的空心玻璃微珠、低温熔融玻璃粉、润湿分散剂、消泡剂等制备了一种至少耐500℃高温的防腐隔热涂料。利用扫描电子显微镜、热导分析、电化学阻抗谱,研究了不同颜基比、空心玻璃微珠含量对涂料力学性能和热学性能的影响。研究表明,颜基比为2/1,空心玻璃微珠占填料比例为40%时涂层综合性能达到最佳。     

树脂基复合材料表面隔热涂层的组织与性能研究

以碳纤维增强环氧树脂作为基体材料, 设计并制备了一种轻质、环保的隔热涂层。为解决基体材料与涂层之间热膨胀系数差别大导致易于开裂的问题, 同时实现具有高反射率和低热导率的目标, 通过添加聚氨酯、TiO₂、SiO₂、Al₂O₃等填料制备连接层、阻隔层、反射层等三个不同功能层形成复合隔热涂层。通过优化涂层脱落时间、反射率、热导率等, 得到连接层、阻隔层、反射层最优厚度分别为80、120和90 μm。优化后的隔热涂层具有优异性能: 涂层的反射率高达0.95, 导热系数为0.048 W·m ^-1·K ^-1, 隔热温差为20.1 ℃; 耐热冲击性能良好, 190 ℃的最大失重率为3.7%, 并在随后保持稳定; 在160 ℃连续保温4 h后表面变黄, 但无明显脱落现象, 同时, 纳米填料颗粒保持原状态。     

环氧无溶剂防腐涂料耐酸性的研究

选用低粘度环氧树脂制备无溶剂防腐涂料,通过正交实验取得了耐酸性较好的优化配比。分析结果表明固化剂是影响涂料耐酸性的主要因素,应用正交设计试验方法缩短了试验时间。     

磁功能化石墨烯改性环氧树脂及其复合材料的性能

先以氧化石墨烯和三氯化铁为原料并用高温水热法制备还原氧化石墨烯/ Fe₃O₄(rGO/Fe₃O₄)复合物,再用其改性环氧树脂制备出rGO/Fe₃O₄/环氧树脂复合材料,研究了(rGO/Fe₃O₄)复合物的添加对其性能的影响。结果表明,(rGO/Fe₃O₄)复合物的添加量为30%的复合材料其冲击强度达到27 kJ/m²,比纯环氧树脂的冲击强度提高了58.8%。在环氧树脂中添加rGO/Fe₃O₄复合物,使其吸波性能显著提高。rGO/Fe₃O₄复合物的添加量为20%的复合材料,其反射率在小于-10 dB的频率范围为7.7~12.3 GHz,有效吸收频宽达4.6 GHz,覆盖了整个X波段。随着石墨烯含量的提高rGO/Fe₃O₄/环氧树脂复合材料达到最小反射率的位置向低频位置移动,控制rGO和Fe₃O₄的相对含量可调控这种复合材料的吸波性能。     

TGO对热障涂层失效的作用分析

热生长氧化物(TGO)的形成与长大是热障涂层失效的根本原因。先在IC10高温合金基体上超音速火焰喷涂(HVOF)NiCoCrAlTaY粘结层(BC层),再等离子喷涂二元稀土氧化物稳定氧化锆Sc2O3-Y2O3-ZrO2,喷涂样在1 100℃恒温氧化,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪对断面形貌、成分进行分析,讨论了TGO的形成机理及其与热障涂层失效的关系。结果表明:随着恒温氧化时间增加,TGO层底部的Al含量下降,上部、中间弥散颗粒及底部的Ni含量均增加,上部、中间弥散颗粒中Cr含量均减少;喷涂样氧化140 h后,TGO层由靠近陶瓷层的富(Cr,Al)2O3层、弥散其间的富Ni颗粒和靠近BC层的Al2O3层组成;TGO的生长速度先由Al与O2化学反应速度决定,接着受BC层金属元素扩散速度影响,最后由化学反应速度和扩散速度共同控制;减少TGO中的有害氧化物含量以降低涂层内的应力,可有效提高涂层的使用寿命。