太阳热反射涂料的研制

根据涂料反射太阳热的原理,以丙烯酸树脂为基料,以金红石型钛白粉、云母粉及空心玻璃微珠为原料,制备了隔热性能和耐候性能均良好的太阳热反射隔热涂料,并研究了颜料、填料种类、粒径、涂层厚度对涂料隔热性能的影响。     

添加纳米SiO2空芯微球的水性丙烯酸 涂料性能研究

目的将纳米SiO_2空芯微球加入水性丙烯酸成膜物中,制备出一种性能优异的水性丙烯酸涂料。方法采用扫描电子显微镜(SEM)、拉开法附着力测试、氙灯加速老化试验、酸性盐雾试验、电化学交流阻抗(EIS)等方法对涂层的微观形貌、常规力学及电化学性能进行系统性研究。结果 SEM形貌表明,添加的玻璃微球与成膜物之间具有良好的相容性和稳定性,改性后的涂层在常温和高温环境下具有较好的附着力。盐雾试验和氙灯加速老化试验结果进一步显示改性后的涂层具有较好的耐老化性能,在酸性环境下有着较好的耐蚀性能。从电化学交流阻抗对比结果可明显观察到添加微球的水性丙烯酸涂层耐腐蚀性能提高了50%。结论将纳米SiO_2微球加入水性丙烯酸成膜物中,可有效改善水性丙烯酸涂料的环境适应性,同时能够有效提升其防腐性能。     

一种有机硅改性丙烯酸防污涂料的研究

目的通过在丙烯酸树脂分子中引入有机硅,制备一种具有低表面能的有机硅改性丙烯酸树脂CP-CC021。方法探讨合成工艺中有机硅单体和引发剂含量以及添加纳米级Si O2粒子填料对涂层性能的影响规律。结果获得了最大接触角的最佳工艺条件,添加纳米Si O2粒子增大了涂层的表面粗糙度,在涂层表面形成了大量微-纳结构状的突起,显著提高涂层的疏水性能。结论有机硅单体(VTMS)质量分数为23.0%,引发剂(AIBN)质量分数为0.50%,纳米Si O2粒子添加量(质量分数)为7.4%,得到的涂层接触角为126.1°。     

压气机叶片用耐冲刷防腐有机涂层的制备及性能研究

目的 提高压气机叶片有机涂层的耐冲刷和防腐性能.方法 以氨基改性环氧树脂为粘接剂,通过加入高硬度Al2O3填料以及其他着色、防锈颜料,并充分分散,制备一种具有耐冲刷防腐功能的有机涂层.通过摆杆硬度测试、磨耗测试、冲刷测试、腐蚀测试及其他力学性能测试,对耐冲刷防腐有机涂层的综合性能进行评价,对比高硬度Al2O3填料含量对涂层性能的影响.结果 添加高硬度Al2O3填料,有效提高了涂层的硬度、耐磨耗性和冲刷性.当添加量为15％(质量分数)时,性能达到最优,硬度为0.92,冲刷失效时间为常温的475 s和高温的385 s,相比未添加氧化铝时,性能提高了300％以上.进一步添加氧化铝填料将对涂层形貌和粗糙度有较大劣化影响,硬度和耐冲刷性都相应降低,但耐磨耗性数据却在不断提高,涂层的摆杆硬度更能反映真实的耐冲刷能力.研制的耐冲刷有机涂层综合性能优异,相比渗铝等无机涂层工艺,该涂层还具有腐蚀防护的特性.结论 高硬度Al2O3填料的加入可以有效提高涂层的耐冲刷能力,但需控制添加量,以免影响涂层的粗糙度,有机耐冲刷涂层的腐蚀防护性能相比传统无机涂层具有明显优势.     

二氧化硅-聚苯胺-氧化石墨烯复合纳米材料改性水性涂层的制备及防腐蚀性能研究

目的将SiO2-PANI-GO三维复合物添加到水性醇酸涂层中,并对改性涂层防腐蚀性能进行研究。方法将纤维状的PANI和球状SiO2与片状的GO进行复合,通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对复合物进行材料表征。将纳米复合物作为填料按照1%的质量比添加到水性涂层中,利用电化学阻抗(EIS)研究涂层改性后的防腐蚀性能。结果SEM图像表明,SiO2-PANI-GO复合物为表面复合了纤维状PANI和球状SiO2的片层状GO。FT-IR及XRD证明了SiO2-PANI-GO复合物的成功制备。EIS结果表明,添加了SiO2-PANI-GO三维复合物改性后,水性醇酸涂层的阻抗提高了2个数量级,其中以SiO2与PANI-GO比例为1:4时效果最好。结论水性醇酸涂层中添加SiO2-PANI-GO/WAV三维复合物,可以增加腐蚀介质侵蚀基底的路径,有效提高涂层的防腐性能。     

船舶涂料海洋大气暴露与室内加速试验模拟性研究

通过两年海洋大气环境暴露试验、盐雾／紫外冷凝老化交替试验和氙灯老化试验。对比聚氨酯涂料、丙烯酸涂料涂层的色差和失光率，研究了3种试验对涂层表观性能的影响。发现紫外／冷凝老化加速试验对海洋大气暴露试验有很好的模拟性。     

底盘发动机排烟管高温涂料耐腐蚀性能对比分析与应用

目的 针对底盘发动机排烟管在某海洋大气环境中腐蚀防护难度大的问题,对4种高温涂料进行耐腐蚀性能对比分析与应用。方法 分别采用试片高温试验、户外暴露试验和排烟管实装实地验证等方法对3种改性有机硅、1种无机硅酸盐共4种高温涂层的耐高温、耐腐蚀性能及应用效果进行测试与分析。结果 高温涂层试片的高温试验、户外暴露试验结果表明,3种改性有机硅涂层600 ℃的耐高温性能、耐腐蚀性能优于无机硅酸盐涂层,但试片经600 ℃高温烧蚀后进行户外暴露试验的结果表明,石墨掺杂有机硅涂层耐蚀性优于其余3种涂层,无机硅酸盐涂层优于氟树脂改性有机硅、环氧改性有机硅涂层。排烟管实装实地验证试验则表明,石墨掺杂有机硅涂料受到高温氧化、降水冷却、常温腐蚀等频繁交替作用下,腐蚀较快,氟树脂改性有机硅涂层的防护性较好,环氧改性有机硅涂层在高温区域腐蚀明显,无机硅酸盐涂层中锌粉和铸铁基体存在明显腐蚀。结论 相对于传统的银粉漆,4种高温涂层显著改善了排烟管的腐蚀防护性能。在上述4种试验条件下,4种高温涂层的耐高温、耐腐蚀等性能各有优劣,需要根据4种涂层各自的性能不足进行改进。在实际工况条件下,氟树脂改性有机硅耐涂层满足发动机排烟管在某海洋大气环境中不低于1 a免维护的使用要求,其他2种有机硅涂层、1种无机硅酸盐涂层则需要一定程度维护。     

基于电化学阻抗的航空有机涂层加速老化动力学规律研究

目的研究有机涂层的加速老化动力学规律。方法针对某飞机实际服役环境条件特点,编制有机涂层加速老化试验谱,开展0~9 a的当量加速老化试验。借助PARSTAT 4000电化学工作站,测试老化试验后涂层试件的电化学阻抗值。结果得到了不同老化周期有机涂层的Bode图、等效电路、孔隙率、吸水率和电化学阻抗,表征了加速试验条件下的老化动力学规律。结论低频阻抗|Z|0.01可以作涂层防腐蚀性能的评价指标,涂层老化过程大致可分为初期、中期和后期三个阶段,分别对应三个不同等效电路。     

7B04-T6铝合金新型纳米涂层外场腐蚀环境下电化学性能研究

目的评估自然暴露环境下新型纳米涂层的耐蚀性能。方法选取西沙永兴岛海洋环境作为自然暴晒场,对试验件做预损伤处理后,开展7B04-T6铝合金/新型纳米涂层与天津灯塔涂料股份有限公司典型防腐涂层在高盐雾、高湿热、强太阳辐射等综合腐蚀环境下的外场暴露试验,利用电化学阻抗技术对暴晒前后的两类涂层试样在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的耐蚀性能进行对比研究。结果两类涂层外场暴露试验后,电化学阻抗值下降,且随着在3.5%NaCl溶液中浸泡时间的增加,Rp值不断减小,CPE-T值不断增大。结论新型纳米涂层在外场暴露试验1年后,并未发生腐蚀损伤失效,仍具有较好的耐盐水性,但其耐候性差于天津灯塔涂料股份有限公司试验涂层。     

纳米TiO2的表面改性及在聚氯乙烯中的应用研究

研究了原位乳液共聚合方法制备聚丙烯酸酯/TiO2纳米复合材料及其对PVC抗紫外光老化性能的影响.结果表明,聚丙烯酸酯共聚物P(MMA-BA)包覆在纳米TiO2表面,并与TiO2粒子有较强相互作用;经过1032 h加速老化后,相比未改性配方和有机紫外吸收剂改性配方,复合改性PVC材料的抗紫外光老化性能得到大幅提高,纳米TiO2的质量分数为1.0%的复合材料改性PVC色差值只有5.0,比未改性配方提高近8倍.     

室温固化的二元自修复防腐涂层制备与性能研究

目的研制一种室温中具备自修复性能的金属防腐涂层。方法将自制的室温固化剂DG593自修复微胶囊与酚醛环氧树脂F-51自修复微胶囊添加至金属防腐涂层中,通过探讨微胶囊含量对涂层力学性能、耐腐蚀性能、修复性能的影响,确定最优微胶囊添加量,并研究涂层在室温下自修复所需时间。结果微胶囊含量对于涂层的力学性能和修复性能具有显著影响,当质量分数为15%时,涂层具有较好的修复能力的同时,保持良好的力学性能,涂层室温自修复时间为6 h。结论自修复防腐涂层具备良好的耐腐蚀性,研究成果可以为金属自修复防腐涂料的发展提供参考。     

上转光剂掺杂新型纳米TiO2催化剂的制备及利用可见光降解反应艳蓝KN-R染料的研究

合成了一种新型含有稀土金属Er的上转光剂,40CdF2·60BaF2·0.8Er2O3,此上转光剂在488 nm可见光的激发下,产生了5个波长均小于387 nm的上转换紫外发射峰.采用超声波分散的方法制备出了上转光剂掺杂的纳米TiO2可见光光催化剂.采用X射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)对催化剂进行了表征.以反应艳蓝KN-R为研究对象,研究了在(三基色灯下发出的)可见光的照射下该可见光光催化剂的催化降解性能,并与未掺杂纳米TiO2粉末的催化剂性能进行了对比.实验结果表明,作为掺杂成分的上转光剂可有效地将可见光转化为紫外光并被纳米TiO2粉末吸收利用,在可见光照射50 h后反应艳蓝KN-R降解率达74.36%,大大高于未掺杂纳米TiO2的降解率(23.10%).     

纳米TiO_2-CS微球光催化降解亚甲基兰的研究

将用化学方法改性后的纳米TiO2与壳聚糖(CS)共混,通过反相悬浮、交联制备了纳米TiO2-CS微球光催化剂,以亚甲基兰为对象,紫外灯为光源,研究了亚甲基兰的初始浓度、光照时间、不同pH值、纳米TiO2的含量、催化剂用量对亚甲基兰光降解率的影响。结果表明:纳米TiO2-CS微球能显著地降解亚甲基兰,且易于回收、能重复使用,为其实际应用提供了有价值的参数。     

Fe~(3+)及Ce~(3+)掺杂对TiO_2纳米粒子性能的影响

以溶胶-凝胶法制备纯的和分别掺杂Fe3+、Ce3+的TiO2纳米粒子,以橙黄IV的光催化氧化评价纳米粒子的紫外光与可见光活性,利用TG-DSC、XRD、BET及UV-Vis吸收光谱考察掺杂对TiO2的相变、粒径、比表面积及光吸收性能的影响,在归一化条件下探讨Fe3+及Ce3+掺杂对TiO2活性和表面性质产生影响的机制。结果表明:Fe3+及Ce3+的最佳掺杂量分别为0.2%和0.04%;Ce3+抑制TiO2由锐钛矿向金红石转变以及改善TiO2高温组织稳定性的能力均明显大于Fe3+;Fe3+和Ce3+掺杂均能提高TiO2的紫外光活性并扩展TiO2的光响应范围,但光生电子与空穴复合以及光腐蚀使它们对TiO2可见光活性的提高并不显著。Fe3+和Ce3+的半径及其相应氧化物的性质决定了两者对TiO2性能的不同影响。     

掺杂改性纳米二氧化钛粒子光催化降解甲苯的研究

通过共沉淀法制备了掺铁纳米TiO2粒子，并用掺铁后的纳米TiO2粒子作为催化剂，对气相甲苯进行光催化降解实验。利用色谱、质谱、红外等测试方法研究了掺铁浓度对TiO2光催化性能的影响，同时探讨了光催化降解甲苯的机理。     

Ti-Zn催化剂合成及降解卷烟厂蒸叶废水的研究

采用溶胶-凝胶与水热相结合的方法合成了Ti-Zn复合催化剂,借助XRD、SEM、BET、UV-Vis等多种技术对其进行了表征,并将其用于卷烟厂蒸叶废水的光催化处理,考察了Ti-Zn比及投放量对催化剂光催化活性的影响规律。XRD分析表明,复合催化剂X射线衍射谱图中出现锐钛矿相TiO2的特征衍射峰,说明复合催化剂中的Ti以TiO2晶体形式存在,但谱图中并没有出现ZnO的特征衍射峰;UV-Vis吸收光谱表明,复合催化剂相比纳米TiO2其在紫外光区的吸收增强,即复合催化剂对光具有更高的利用率,但Ti-Zn比对复合催化剂吸收光谱影响不大。光催化实验表明,Ti-Zn复合催化剂的光催化活性明显高于纳米TiO2催化剂,且其光催化活性与Ti-Zn比及催化剂投放量有关,随着掺杂量及投放量的增加光催化活性均表现出了先增后降的变化趋势,当Ti-Zn比为10:1(摩尔比),投放量为1000mg/L左右时Ti-Zn复合催化剂对卷烟厂蒸叶废水表现出了较好的处理效果,废水COD去除率达到76.7%。     

不同煅烧温度制备TiO_2及光解2-氯苯甲酸

为了考察煅烧温度对TiO2结构和光催化活性的影响,以酞酸丁酯作为前驱体,利用溶胶-凝胶法在不同煅烧温度下制备TiO2,并用亚甲基蓝测试其光催化活性。TG热重分析表明,450~700℃时TiO2有晶型变化,XRD表征说明,TiO2晶型受煅烧温度影响显著,其中450~600℃煅烧制备的TiO2为锐钛矿型,650℃煅烧时TiO2出现金红石晶型;亚甲基蓝光解实验结果表明,煅烧温度显著影响TiO2的光催化活性,其中,450~600℃煅烧TiO2对亚甲基蓝光解效果较好,光降解2.5h后降解率高达95%~97%;550℃煅烧制备的锐钛矿型TiO2对2-氯苯甲酸有一定光解催化效果,紫外光解4h后降解率高达80%左右,光解过程符合零级动力学模式。     

纳米TiO2对酸性大红催化光降解的实验研究

以紫外光为光源,纳米TiO2为光降解催化剂,研究了溶液pH值、酸性大红初始浓度、TiO2投加量、光照时间及曝气量对酸性大红光催化降解的影响。结果表明,TiO2对酸性大红光降解的适宜条件为：溶液pH值2．5,酸性大红的初始质量浓度为20mg／L,TiO2投加量1．25g／L和光照时间150min,充分曝气。在此条件下,酸性大红的降解率达74．41％。处理后该染料废水的可生化性大大提高。