列车表面涂层光老化试验加速因子建模研究

目的建立客观、定量的列车表面防护涂层实验室模拟紫外辐射当量对自然太阳紫外辐射的加速因子计算模型。方法以兰新高铁为例,设计一种建模方案,主要步骤包括选取建模列车站点、确定站点气象地理区划、计算站点环境变量影响距离、建立站点太阳辐射环境谱,分别建立二级气象地理区划、一级气象地理区划和全线太阳辐射环境谱,最后,建立加速因子模型。结果基于NASA Surface Meteorology and Solar Energy(SSE)地面太阳辐射数据,结合实验室条件,计算了兰新高铁表面防护涂层紫外光老化试验的加速因子,约为9.5。结论上述实验室光老化试验加速因子建模思路,解决了列车这种跨越大范围区域的装备光老化试验加速因子的计算问题,简单实用,可推广至飞机、轮船、汽车等相似装备表面涂层以及金属等其他材料的紫外光暴露试验评价。     

自然曝晒与加速老化试验下航空涂层失光率的当量关系研究

目的研究航空涂层失光率的当量加速关系。方法针对飞机结构涂覆的航空涂层光泽度失效问题,开展自然曝晒试验和实验室加速老化试验,基于失光率的失效标准,分析涂层老化行为规律。结果建立了飞机涂层自然曝晒条件与实验室加速条件下的当量加速关系。结论同类涂层试验件在自然曝晒试验与加速老化试验下的失光率变化趋势基本保持一致,得到的两类涂层试样的加速老化当量关系函数可为建立实验室加速老化试验和自然曝晒试验之间的当量加速关系提供一定参考。     

表面防护技术对混凝土结构耐久性能的影响

碳化及其导致的钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土耐久性的重要因素。比较了混凝土表面浸渗、涂料涂覆及浸渗＋涂覆复合防护3种表面技术,开展了对混凝土防护的研究。通过碳化试验、紫外/冷凝加速气候老化试验以及混凝土内置钢筋电化学测量等检测手段,研究了3种表面防护技术对混凝土保护性能影响。结果表明,采用硅烷浸渗＋水性氟碳涂层的复合浸涂处理,可明显提高钢筋砼结构耐久性。     

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。     

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。     

LY12CZ铝合金飞机内外部结构涂层日历有效性试验研究

基于外部和内部涂层加速试验环境谱,分别对某型飞机的LY12CZ铝合金内、外部结构涂层进行加速老化试验,统计分析了两种涂层腐蚀老化表面形貌,得到了光泽度和色差随加速腐蚀时间的变化规律,并对涂层的有效性进行了综合评定。试验结果表明,LY12CZ铝合金外部结构涂层的有效期为12 a,内部结构涂层的有效期为10 a,轻微划痕对外部结构涂层的日历有效性影响不大,而对内部结构涂层有一定影响。     

减缓Vectran纤维光辐照降解的涂层防护研究

目的研究有效涂层防护措施,以减缓Vectran纤维在强光辐照下的老化降解。方法采用苯并三唑类紫外吸收剂、三嗪类紫外吸收剂和受阻胺类光稳定剂,与端羟基超支化聚酯改性Ti O2进行复合,并通过超声浸渍法制备纤维涂层。通过扫描电镜、透射电镜、单丝拉伸实验、紫外透射光谱和涂层附着力测试等表征手段对复合涂层进行研究。结果超声浸渍法有效改善了复合涂层与纤维的附着力,复合涂层能够保证200～380nm波长范围紫外线零透过率,涂层后纤维经336h光辐照后,保有强度比纯纤维增加了49%。结论无机/有机复合涂层极大地减轻了光辐照对纤维本体的损伤,有效地减缓了Vectran纤维的降解,可提高Vectran纤维在平流层环境的紫外防护能力,延长其作为平流层飞艇蒙皮增强材料的服役寿命。     

典型飞机内腔结构腐蚀原因分析及防腐改进

以典型飞机平尾大轴为例,分析了内腔结构发生腐蚀的主要原因.围绕内腔结构防腐改进技术措施开展深入研究,研制成功了适用于细长内腔无气喷涂设备.应用SLF重防腐涂层和IMR纳米复合涂层替代现有内腔结构防护涂层,提高了防腐涂层抗环境腐蚀性能.采用DL-609厌氧胶对平尾大轴进行密封处理,有效地阻隔了腐蚀介质进入内腔.按照所建立的方法对典型飞机平尾大轴实施了腐蚀修理与防护处理.检查结果表明,内腔表面防腐状况有了明显改善.     

航空有机玻璃加速老化试验技术研究

介绍了导致有机玻璃老化的主要环境因素、加速老化环境谱的编制方法和有机玻璃的加速老化试验技术,对某飞机座舱盖有机玻璃进行了自然老化试验和加速老化试验,2种老化试验后有机玻璃疲劳试验结果的对比表明,提出的有机玻璃加速老化试验技术是可行、有效和适用的.     

丙烯酸和聚氨酯面漆室内加速试验测试分析

采用盐雾和紫外-冷凝室内人工加速老化循环试验的方法，对聚氨酯和丙烯酸两种典型的船壳涂料进行人工加速老化试验。采用傅利叶红外漫反射光谱（FDIR）、扫描电子显微镜（SEM）及原子力显微扫描电镜（AFM）等现代测试分析手段，对各试验周期的结果进行检测和表征。结合其它表面分析技术测试涂层表面失光、色差等变化，对聚氨酯、丙烯酸这两种常用典型船壳涂层的老化性能进行研究，探索室内加速试验的方法和条件，为实验室加速试验替代自然环境试验提供基础依据。     

聚乙二醇为软段聚氨酯自修复涂层性能研究

目的设计并制备一种特殊分子结构的新型聚氨酯,并将其形状记忆性能应用于涂层自修复。通过与市售同类涂层进行性能对比,更为严谨科学地评测新型自修复涂层的性能。方法以羟甲基丁酸、二甲基甲酰胺作为扩链剂,采用聚乙二醇为分子链软段,以异佛尔酮二异氰酸酯为硬段,采用溶液聚合法得到水性聚氨酯。设置对照组,涂以不同聚氨酯涂层,进行加速腐蚀试验。使用体视显微镜测试、傅氏转换红外光谱分析、热重分析、电化学工作站对聚氨酯的表面形貌、化学结构、热性、极化特性及交流阻抗等性能指标参数进行测试。结果同等划痕处理情况下,所制备的自修复聚氨酯各项性能明显优于市面上使用的聚氨酯有机涂层材料性能。结论具有形状记忆性能的聚氨酯具有良好的自修复性能,可用于自修复涂层的成膜物。     

环氧云铁与聚氨酯涂层间剥离原因分析

目的剖析沿海某大型工程钢结构环氧云铁与聚氨酯涂层间剥离的原因。方法采用质谱分析仪剖析该聚氨酯涂料的成分,采用离子色谱仪及电导率仪检测所形成聚氨酯氟碳涂膜表面的铵基盐分,环境扫描电镜对剥离涂膜表面观察。结果聚氨酯涂料中含有高沸点溶剂三甲苯、四甲苯,在聚氨酯氟碳复合涂膜与环氧云铁界面之间存在铵基盐物质,通过电镜微观观察发现涂膜固化不完全和微孔存在。结论聚氨酯氟碳涂膜发生可剥离的原因有以下方面,由于聚氨酯涂料中含有高沸点溶剂,挥发时在涂膜中形成微孔;环氧云铁由于低温下环氧固化反应滞缓,与环境中的CO2,H2O反应,生成了氨基甲酸铵盐;氨基甲酸盐在海洋环境下形成水溶物,富集于环氧云铁涂膜和聚氨酯涂膜相粘结的界面处,降低了附着力,从而产生聚氨酯氟碳涂膜严重可剥离现象。     

无毒防污涂层表面化学结构的研究

对几种含氟和有机硅氧烷的涂层进行了静岛,厦门２海域的浅海浸泡试验。利用ＦＴ－ＩＲ反射红外Ｘ光电子能谱对防污涂层的表面化学结构进行了表征,得了涂层表现的有机氧迷是造成涂层具有良好的防污性的根本原因。     

沿海钢结构设施的防腐研究

针对沿海钢结构设施的腐蚀情况及目前常用防腐涂料的性能,优选了3种重防腐涂料——环氧富锌底漆、环氧玻璃鳞片中间漆、聚氨酯面漆。讨论了环氧树脂、锌粉、玻璃鳞片、聚氨酯改性树脂的选择方法,并提出了适合涂料涂装的表面处理技术和施工工艺。     

4种紧固件用涂层性能对比分析

目的 将4种不同涂料涂覆在相同紧固件上,在相同测试条件下研究它们的表面形貌、耐腐蚀、抗疲劳等性能,最后从中筛选出可替代传统HW-A的潜在涂料,进一步丰富现役钛合金紧固件表面涂层材料品种。方法 利用3D共聚焦、电化学阻抗谱、中性盐雾、加速环境谱等方法评价紧固件表面涂层性能,研究每种涂层的截面形貌、表面形貌、粗糙度、抗腐蚀、加速疲劳寿命等,然后综合分析其关键性能。结果 采用3D共聚焦、电化学阻抗谱、中性盐雾、加速谱等方法初步摸清了4种涂料的性能特点,PTFE涂料的表面粗糙度较CZ和GO降低约50%,PTFE电化学阻抗谱半径较其他3种涂层大大提高。加速谱更清晰表明,PTFE涂料比现役HW-A铝涂料的疲劳寿命提高22.8%,PTFE涂料能满足当下性能需要。结论 PTFE涂料较市场上筛选出的石墨烯涂料、含铬酸盐聚氨酯涂料的施工性能更好、关键性能更优、更适合紧固件使用,在未来产品应用中有较大的潜力。     

聚氨酯涂层在三亚室外自然曝晒与氙灯老化腐蚀环境中的失效行为

目的研究聚氨酯涂层在三亚室外自然曝晒实验和氙灯老化实验中的失效行为,探讨两种实验条件下聚氨酯涂层光泽度的对应关系。方法利用红外光谱、金相显微镜、扫描电镜等分析手段研究三亚室外自然曝晒和氙灯老化条件下聚氨酯涂层的老化失效规律和行为。结果以聚氨酯涂层完全失去光泽为基准计算,相对于三亚室外自然曝晒实验,氙灯老化实验对聚氨酯涂层老化失效的加速因子约为4.3。结论聚氨酯涂层在实海暴露实验和氙灯老化实验失效过程中表面形貌相似、劣化机理一致,可以用氙灯老化实验模拟三亚室外自然曝晒实验。     

2024铝合金连接结构两种防护涂层耐蚀性研究

目的研究铝合金两种防护涂层在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳性能。方法针对在两种涂层防护作用下的2024铝合金连接结构,开展实验室加速试验,采用"腐蚀环境-疲劳加载"交替循环的试验模式,得到铝合金两种防护涂层在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳寿命值,对比分析涂层体系对铝合金连接结构的腐蚀疲劳寿命影响。结果 5%NaCl盐雾环境对于铝合金连接结构疲劳寿命有较大影响,相较于传统涂层,纳米涂层在5%NaCl盐雾环境下的防护效果更好。结论纳米涂层表面破坏后快速生成的致密氧化膜能有效提高涂层的耐蚀性能。     

Zn-Al和Al-RE热喷涂涂层的耐蚀性研究

使用高速电弧喷涂技术在Q235钢表面制备了Zn-Al和Al-RE涂层。分别研究了Zn-Al和Al-RE两种涂层在铜加速醋酸盐雾实验中的耐蚀性能。通过扫描电子显微镜分析了Zn-Al和Al-RE涂层腐蚀前后的微观组织形貌,结果表明Zn-Al涂层的耐蚀性能优于Al-RE涂层。     

钢结构在役涂层的配套性和再涂性研究

目的 针对某濒海大型钢结构设施表面涂层大面积粉化、失光、变色现象,研究钢结构在役涂层老化失效后几种面漆重涂的配套性和再涂性。方法 进行面漆重涂试验,完成涂层体系的配套性和再涂性测试,评价在役涂层重涂后的性能。首先,将几种典型的钢结构在役防护涂层体系打磨掉老化的面漆后,作为初始涂层(涂层A);然后,选取在循环盐雾和氙灯老化加速试验中表现较好的涂层面漆作为涂层B,将涂层B涂敷在涂层A上,制备成新的涂层体系;最后,完成涂层配套性和再涂性测试,分析30组涂层配套组合的附着力、压痕长度、杯突试验结果,提出面漆重涂时的涂层优化配套方案。结果 涂层体系再涂后,所有试验件的涂层拉拔附着力测试均大于5 MPa,30组涂层体系组合中有9组(占30%)再涂涂层压痕长度降低,杯突试验测试值多在1.5~4.5 mm。结论 涂层体系再涂后,满足涂装防护涂层附着力的一般要求,抗压痕性能有所提高,延展性较好。在进行涂层再涂性和配套性评价时,应重点考虑附着力满足使用要求,提高涂层体系涂层的粘结力,其次才是考虑硬度和延展性。