硅/巯基复合改性光固化WPUA涂料制备及其性能

采用端羟基硅油（HS）、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯（PETMP）先后改性紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯（WPUA）,探究了HS及PETMP添加量对涂膜性能的影响。FTIR表征了改性前、后产物的结构;测试了乳液粒径,并利用TEM和SEM对乳液形貌和涂层断面进行了分析。通过涂膜附着力、硬度、柔韧性、抗冲击、接触角、综合热分析、电化学阻抗谱及极化曲线等测试评价涂层的机械性能、疏水性、耐热性及防腐性能。结果表明：当HS及PETMP添加量分别为3%、5%时,硅/巯基复合改性的紫外光固化WPUA涂层相对于改性前,硬度由HB提升为3H,附着力由3级提升到1级,柔韧性为0.5mm,耐冲击为50cm,接触角由68.5°提升到90.5°,吸水率由18.78%降低为6.94%;涂层的热稳定性显著增强;涂层阻抗由1.86×10⁶Ω·cm²增大到6.45×10⁷Ω·cm²,E_coor由 -1.069V正移到-0.4215V,I_coor由2.12×10^-8A/cm²减小到8.11×10^-10A/cm²,年腐蚀速率为0.0242mm。表明HS及PETMP的引入显著提升了涂层的综合性能。     

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。     

密集侧链有机硅改性水性聚氨酯分散体的合成与胶膜表面性能

首先采用单端双羟基聚硅氧烷与二异氰酸酯反应合成了硅氧烷密集侧链片段，而后与二异氰酸酯、聚醚（聚酯）二元醇、二羟甲基丙酸、小分子扩链剂合成有机硅侧链密集集中于聚氨酯链段中某些区域的改性水性聚氨酯分散体。采用GPC追溯了反应过程，采用接触角测定仪、XPS、SEM表征了胶膜表面特性；采用接触角测定仪研究了胶膜在水中浸泡72 h后表面疏水性变化。结果表明：密集侧链改性水性聚氨酯胶膜表面有机硅富集程度远高于对应的随机侧链改性水性聚氨酯，同时密集改性水性聚氨酯胶膜在水中浸泡72 h后，胶膜表面疏水性保持且略有提高。     

改性纤维素纳米晶/水性聚氨酯防腐涂料的制备

采用γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)对纤维素纳米晶(CNC)进行表面改性，通过原位聚合法将改性CNC与水性聚氨酯(WPU)交联复合，在交联剂三羟甲基丙烷(TMP)的协同作用下，合成高度交联的改性CNC/WPU复合材料。通过FTIR、XRD、SEM、拉伸实验、电化学极化曲线和EIS表征了复合材料的结构及性能。结果表明，TMP含量[以聚丙二醇(PPG)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)总质量为基准，下同]2.0%与改性CNC含量(以PPG和IPDI总质量为基准，下同)1.5%共同添加制备的CNC/WPU复合材料性能最优，所得复合涂层表面致密，拉伸强度较空白WPU样品得到明显提高；涂层吸水率降至约6.0%，耐水性能良好；腐蚀电流密度降至9.76×10^–8 A/cm²，阻抗谱容抗弧半径达3.15×10⁷Ω·cm²，盐水中浸泡168 h涂层表面无明显变化，是综合性能优良的耐腐蚀涂料。     

改性h-BN/聚氨酯丙烯酸酯涂料的制备与性能

利用水热法制备羟基化六方氮化硼（BNNSs）,采用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和丙烯酸羟乙酯（HEA）在其表面进行接枝得到功能化六方氮化硼（Fh-BN）。然后将得到的Fh-BN掺入有机硅改性的聚氨酯丙烯酸酯（PUA）涂料中,成功制备出改性h-BN/聚氨酯丙烯酸酯涂料。研究了水热时间、温度对BNNSs硼羟基含量的影响,利用XPS分析得出水热反应最佳反应条件为180℃、12h,B—OH质量分数达到5.97%。通过机械性能、综合热分析、耐水性、涂层交流阻抗和Tafel极化曲线进行测试分析,掺杂0.75%Fh-BN涂膜硬度达到3H,耐冲击性50cm,柔韧性0.5mm;与未掺杂前涂层相比,吸水率降低4.96%;涂层耐热性提高,T_50%提升了6℃;耐水测试浸泡168h后涂膜无变化;电化学测试表明：0.75%Fh-BN涂层阻抗R₁达到1.818×10⁹Ω·cm²,比原有涂层提升了两个数量级,E_corr由-0.4886V正移至-0.32124V,I_corr由2.5552×10^-7A/cm²降低至1.5555×10^-8A/cm²。Fh-BN的引入显著提升了涂层的机械性能、热稳定性和耐腐蚀性。     

高屏蔽耐温酚醛环氧重防腐涂料的制备及性能研究

针对大型海水淡化关键设备制造成本高、防腐期效短等问题,基于金属表面屏蔽阻隔原理,采用酚醛改性环氧树脂和改性聚酰胺为基料,以氧化铁红、硫酸钡、片状填料等为防腐填料,获得应用于新型低合金耐蚀钢或碳钢基材表面的高屏蔽耐温酚醛环氧重防腐涂料。实验结果表明：该涂料吸水率 1. 2%,抗氯离子渗透性 0. 9×10^-3 mg/cm²·d,柔韧性 1 mm,耐冲击性 50 cm,耐 88 ℃海水浸泡 6 000 h,耐盐雾 10 000 h,涂层耐阴极剥离性能测试被剥离涂层距人造漏涂孔外缘平均距离为 4. 5 mm,经 33 d 88 ℃海水浸泡 0. 01 Hz低频阻抗（ |Z|_{0. 01 Hz}）条件下该涂层电化学交流阻抗值由 8. 28×10¹⁰ Ω·cm²降为 1. 18×10⁸ Ω·cm²,且曲线平滑,说明该涂层具备优异的防腐性能。     

光固化涂料体系云母分散性的表征及分散性能研究

为研究超分散剂对光固化涂料体系云母分散性的影响，采用4种不同超分散剂BYK-111、BYK-168、BYK-2008、BYK-2025对云母进行改性，并通过沉降法、超景深显微镜、扫描电子显微镜、黏度法等进行表征，通过电化学阻抗谱(EIS)、耐中性盐雾试验对UV固化云母涂层的耐腐蚀性进行测试。结果表明：黏度法和扫描电子显微镜能反映云母在UV固化树脂体系中的分散性能。4种超分散剂中，聚氨酯型超分散剂BYK-168改善云母在光固化涂层中分散性的效果最好，所构筑的光固化涂层耐腐蚀性也最为优异，浸泡在3.5%NaCl溶液中1 200 h后，涂层的电化学阻抗值维持在109Ω·cm²左右，整个浸泡过程中的下降幅度不超过1个数量级，且经过1 000 h的耐中性盐雾试验后，涂层仍然完好无损，没有任何腐蚀现象。     

纳米SiO2增强双酚A型酚醛环氧树脂涂层的制备和性能

为了获得热稳定性好、韧性高且附着力优异的酚醛环氧树脂，采用水热合成法合成了不同酚醛比的双酚A型酚醛树脂，利用环氧氯丙烷进行改性，并加入纳米二氧化硅制备得到纳米粒子增强型酚醛环氧树脂防腐涂层，并对涂层的热稳定性和力学性能进行分析。结果表明：新型酚醛环氧树脂与传统环氧树脂相比，具有更好的耐热性和力学性能，经过纳米改性后的涂层具有更好的腐蚀防护性能，当酚醛比为1∶1，纳米二氧化硅添加量为3%时，涂层的硬度达到5H，附着力达到1级，柔韧性达到1 mm，且在30 d浸泡实验后阻抗依旧在10⁸Ω·cm²以上。表明在酚醛环氧树脂中添加纳米二氧化硅可以改善涂层的机械性能和防腐性能，且最佳添加量为3%。     

石墨烯-Al2O3复合材料的制备及其防腐性能研究

为研制具有高防腐性能的环氧树脂涂层，采用溶胶 .凝胶法制备一种石墨烯 /三氧化二铝复合材料（GA）并用硅烷偶联剂 Z.6173对其改性后（GAZ）作为填料加入到环氧树脂（EP）涂料中。结果表明：三氧化二铝主要以 α-Al₂O₃的晶型均匀包覆在石墨烯的周围；红外分析证明 Z-6173成功对GA粉体进行了改性； EIS结果表明 GAZ/EP涂层具有最佳的防腐性能，浸泡 30 d后其低频区阻抗值为 14. 5 GΩ·cm²；盐雾测试结果表明 GAZ复合材料的加入可以有效防止由石墨烯优良导电性造成的金属基底加速腐蚀的现象发生。     

45#钢表面Ni-W/ZnO超疏水复合涂层的制备及性能研究

采用电沉积工艺并结合喷涂法在45#钢表面制备Ni-W/ZnO超疏水复合涂层,表征了复合涂层的微观形貌和主要成分,并对复合涂层的疏水性、机械稳定性及耐蚀性进行测试分析。结果表明：复合涂层表面形成微纳米分级结构,主要成分为Ni、W、Zn、O、C和Si元素,改性ZnO颗粒在复合涂层中呈较均匀分散状态。复合涂层表面水滴接触角达到151.4°,表现出超疏水性能,并且经20次胶带提拉、20次砂粒冲击和20个周期砂纸摩擦后接触角仍然大于150°,能稳定地保持超疏水性能而且具有良好的机械稳定性。复合涂层还表现出优异的耐蚀性,其腐蚀电流密度仅为6.79×10^-7 A/cm²,极化电阻达到3.25×10⁴Ω·cm²,相比于常规Ni-W合金镀层,能为45#钢提供理想的腐蚀防护作用。     

氧化锌对磷酸钾镁基防腐涂料的性能影响

为了提高磷酸镁水泥（ MPC）涂料的防腐性能，在 MPC涂料中加入少量的氧化锌并涂覆在 Q235钢表面。通过 Tafel极化曲线、电化学阻抗谱和中性盐雾试验分析改性涂层的防护机理和耐腐蚀性，采用水化热分析、 X射线衍射（ XRD）、扫描电镜（ SEM）、热重分析（ TG-DTG）表征浸泡前后涂层的形貌与成分变化。结果表明： MPC涂料中氧化锌的最佳掺量为 3%，氧化锌的加入使涂层更加密实并在涂层中起到缓蚀剂的作用，使涂层的自腐蚀电位正移；试样在 3. 5%NaCl溶液中浸泡 28 d一直保持稳定，线性极化电阻维持在 10⁶ Ω.cm²数量级，电化学阻抗谱表明改性过后的涂层电阻、电荷转移电阻较空白组明显提高，且盐雾时间 1 440 h后基材未见腐蚀，表现出良好的耐腐蚀性。     

疏水改性氧化石墨烯/环氧复合涂料的制备及其防腐性能研究

以叔碳酸缩水甘油酯(E-10P)为疏水单体,通过环氧与羧酸的共价键合,在氧化石墨烯(GO)表面引入疏水性支化碳链,改性后的氧化石墨烯(F-GO)作为防锈填料加入环氧树脂中得到F-GO/环氧复合涂料。通过红外光谱、拉曼光谱、X-射线衍射、热重分析对F-GO的结构进行表征,通过场发射扫描电镜观察F-GO及复合涂料的微观形貌,并通过电化学阻抗、极化曲线和盐雾试验测试了复合涂料的防腐性能。结果表明:E-10P可利用其空间效应阻碍片层的团聚;疏水效应可提高F-GO的热稳定性和与环氧树脂的相容性;与空白环氧涂层相比,当复合涂料中F-GO质量分数为0.2%时,厚度为20~25 μm的防腐涂层的腐蚀电流可由2.358 6×10 ^-6 A/cm ²下降至2.000 2×10 ^-11 A/cm ²,阻抗值可由1.1×10 ⁷ Ω·cm ² 提升至6.9×10 ⁹ Ω·cm ²。     

光固化纳米杂化氟硅树脂的制备与性能研究

以聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、甲基丙烯酸六氟丁酯(G02)、十七氟癸基三甲氧基硅烷(F₁₇-TMS)、光引发剂11732-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)、长链烷基改性纳米SiO₂(C₈H₁₇-SiO₂)为原料,在紫外光的照射下制备了一种纳米杂化防水涂层。通过红外光谱(FT-IR)、场发射扫面电镜(SEM),接触角测量仪和热重分析仪(TGA)等对产物结构、性能进行了测试。结果表明:改性纳米SiO₂可以在光固化涂层中较均匀分散,加入改性纳米SiO₂可以明显改善涂层的疏水性、硬度、耐冲击性、耐水性,但对涂层热稳定性影响不大。     

磷酸酯反应型乳化剂在叔丙乳液中的应用及防腐性能

采用新型环保型磷酸酯反应型乳化剂（LRP-10）替代常规的非反应型乳化剂,新癸酸乙烯酯（VV-10）为叔碳单体,采用半连续种子乳液预乳化法合成叔丙乳液。探究了乳化剂种类、用量以及VV-10用量对乳液及涂膜的凝胶率、吸水率、耐水性、Ca²⁺稳定性和附着力等性能的影响,并通过FTIR、TEM、粒径、接触角和电化学测试对乳液及涂膜进行了结构与防腐性能表征,分析其防腐机理。结果表明,与常规乳化剂制得的纯丙乳液相比,当LRP-10用量为2%,分配比为种子乳液∶预乳化液为1.5∶0.5,VV-10用量为10%时,制得的叔丙乳液涂膜吸水率为由18.87%下降到2.18%,耐水测试168h后涂膜仅轻微发白,很快恢复,涂膜水接触角由50.5°提高至85.5°。涂层阻抗由1.40069×10⁶Ω·cm²提高至7.38137×10⁸Ω·cm²,腐蚀电流密度最小为1.2268μA/cm²,腐蚀电位最正为-0.19753V。LRP-10的反应性及钝化作用与VV-10的疏水与屏障作用产生协同效应,形成“双层屏障”,使水性丙烯酸涂膜的防腐性能大幅提高。     

有机金属框架材料/水性环氧树脂复合涂层性能研究

为提高水性环氧树脂的机械及防腐性能,首先制备有机金属框架材料,得到三种不同的有机金属框架材料,然后按照不同比例与水性环氧树脂混合均匀得到复合乳液,将其固化为涂层和薄膜。通过扫描电子显微镜、热重分析仪、电化学工作站等对有机金属框架材料和复合薄膜、涂层进行表征。结果表明,加入有机金属框架材料后,水性环氧树脂薄膜性能有所增强。其中加入质量分数为0.3%的ZIF-8/EP复合材料时性能较好,薄膜的拉伸强度为14.68 MPa,与水的接触角为64.4°,阻抗为1.045×10⁹Ω/cm²,相比于纯环氧树脂,其阻抗提升了8.383×10⁸Ω/cm²,薄膜的拉伸强度提升了399.3%,水接触角增加了25.9°。     

改性氧化铈/钨酸镍环氧防腐涂层的制备及性能

采用水热法制备出不同质量比的氧化铈/钨酸镍(CeO₂/NiWO₄)的复合粒子,再选用硅烷偶联剂KH560对其进行改性,利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）表征了复合粒子的结构与形貌。将改性的复合粒子分散于环氧树脂（EP）中,然后喷涂在碳钢基体上制备CeO₂/NiWO₄/EP复合涂层,利用电化学交流阻抗（EIS）、加速浸泡实验和摩擦磨损试验（Taber）测试涂层的防腐与摩擦性能。结果表明：添加CeO₂/NiWO₄复合粒子的环氧树脂涂层的防腐耐磨性能大幅度提高,而且当复合粒子中CeO₂与NiWO₄的质量比为4∶3时,涂层防腐耐磨性能最好,该复合环氧涂层在3.5%NaCl水溶液中浸泡后期(45天)仍保持较高的阻抗模量(7.36×10⁸ Ω/cm²),比纯环氧树脂涂层高一个数量级。同时,经过10000转摩擦磨损后,此复合涂层的质量损失较纯环氧涂层减少56%,厚度损失量仅为CeO₂/EP的50%,表现出最优异的防腐耐磨性能。     

火山灰微粒改性聚苯胺/环氧涂层的防腐蚀和耐热冲击性能

通过向聚苯胺/环氧涂层中添加适量的火山灰微米粒子（TMP）,有效提高了涂层的防腐性能,同时考察了TMP含量对涂层防腐性能的影响。实验结果表明添加TMP后的涂层在95℃、12% NaCl溶液中浸泡60 d后仍具有较高的低频阻抗值;其中,添加量为10%（质量分数）的涂层的阻抗值最高,为1.27×10⁹ Ω·cm²,说明该涂层仍具有较好的防腐性能。另外,该复合涂层的附着力有所改善,并具有优异的耐热冲击性能。     

循环盐雾中两种聚氨酯涂层冷轧板腐蚀行为

为了解决冷轧板耐蚀性差的问题,常在其表面制备聚氨酯涂层。本文以电泳聚氨脂涂层冷轧板(ESPCC)和粉末喷涂聚氨脂涂层冷轧板(PSPCC)为研究对象,进行42 d的循环盐雾试验后,通过扫描电镜、X射线衍射分析和电化学测试来考察其在循环盐雾试验环境中的腐蚀形貌、腐蚀产物组成和电化学行为。结果表明,ESPCC和PSPCC经过42 d循环盐雾腐蚀后的单边扩蚀宽度分别为0.45 mm和0.25 mm。ESPCC比PSPCC的腐蚀颗粒更大,二者的腐蚀产物都是Fe₃O₄、α-FeOOH、γ-FeOOH和β-FeOOH,但是ESPCC的腐蚀产物的峰值强度高于PSPCC。ESPCC的腐蚀电流密度最大为1.08×10^-5A·cm^-2,大于PSPCC的最大腐蚀电流密度1.34×10^-9A·cm^-2;且其腐蚀42 d后电荷转移电阻只有2.88×10⁴Ω?cm²,小于PSPCC腐蚀42 d后的电荷转移电阻1.35×10¹⁰Ω?cm²。     

桐油覆膜Ni-Co-SiO2纳米复合涂层的制备及防腐性能研究

采用恒电位法在瓦特型电镀液中于碳钢表面制备了Ni-Co-SiO₂纳米复合涂层，通过浸渍桐油处理制备桐油覆膜Ni-Co-SiO₂涂层。利用场发射扫描电镜、能谱仪、X射线衍射、红外光谱仪、三维视频显微镜等表征涂层的形貌、元素组成、结构和粗糙度。采用Tafel动态极化曲线和电化学阻抗测试比较覆膜涂层和未处理涂层的耐蚀性。通过浸泡试验，对桐油覆膜涂层进行防腐蚀性评价。结果表明：桐油处理后涂层明显被一层薄膜涂覆，其表面粗糙度降低，但涂层前后的微观结构不变。桐油覆膜Ni-Co-SiO₂涂层具有较低的腐蚀电流密度，较大的容抗弧和较高的阻抗模量。此外，长期浸泡试验表明，涂层低频阻抗模值在很长一段时间保持高于10⁶Ω/cm²，表明桐油覆膜Ni-Co-SiO₂具有较高的耐腐蚀性。     

光敏磷酸酯掺杂聚苯胺光固化涂层的制备及其耐腐蚀性探究

为研制一种高性能绿色环保光固化防腐涂料，选用质子酸（特戊酸、乳酸和2,2-二羟甲基丙酸）与甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）先发生开环反应引入光敏基团，再与焦磷酸磷酸化改性制备了一系列不同磷酸根含量的光敏磷酸酯，将其用于掺杂聚苯胺（PANI），并将掺杂聚苯胺作为防腐填料制备UV固化防腐涂料。通过核磁共振氢谱和FT-IR证实光敏磷酸酯的成功制备。探究了光敏磷酸酯的掺杂对聚苯胺分散性的影响，以及光敏磷酸酯掺杂聚苯胺的加入对涂层光固化行为、附着力和防腐性能的影响。结果表明：随光敏磷酸酯中磷酸根含量的增加，掺杂聚苯胺在光固化涂层中的分散变佳。光敏磷酸酯掺杂PANI（≤2.0%，质量分数）的添加对涂层的光固化程度影响较小。掺杂聚苯胺的添加可以提高光固化涂层的附着力，且随着磷酸酯中磷酸根含量的增加，附着力从2.49 MPa上升至3.52 MPa。当掺杂剂中磷酸根含量最高时，所构筑的聚苯胺光固化涂层表现出最佳的耐腐蚀性，3.5%NaCl溶液中浸泡30 d后|Z|0.1 Hz高于109Ω·cm2，划痕盐雾400 h后涂层仅划痕处出现腐蚀迹象。