我国水性建筑涂料VOCs排放特征及其环境影响

建筑涂料是我国VOCs重要人为排放源之一,关于建筑涂料VOCs组分特征及其对环境影响的研究较少.本文选取7类水性建筑涂料作为研究对象,通过生产企业抽检、工程现场采集和市场购买等方式获取样品,采用GC/MS系统对样品进行分析,获取了各类水性建筑涂料p(VOCs)和成分谱,分析了其对臭氧和二次有机气溶胶生成的贡献.结果表明:①不同种类水性建筑涂料p(VOCs)范围为0～116.07 g·L-1,p(VOCs)差异较大,但均满足相关标准要求,水性内墙涂料、水性外墙真石漆与质感漆、水性外墙平涂与弹性涂料、水性防水涂料、水性地坪涂料、水性防腐涂料和水性防火涂料的平均p(VOCs)分别为6.66、1.12、24.51、0.89、61.62、41.86和0.09 g-L-1;②各类水性建筑涂料均以醇类、醇醚及醚酯类和胺类为主,水性地坪涂料和水性防腐涂料中芳香烃和烷烃质量分数较高;主要VOCs物种为:乙二醇、1,2-丙二醇、甲醇、正丁醇、乙二醇单丁醚、三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(APM)和二甲基乙醇胺(DMEA),水性地坪涂料和水性防腐涂料中还含有二甲苯、三甲苯、间乙基甲苯和正十一烷等;③单位体积水性建筑涂料O3生成量(以O3/涂料计)为0.17～224.89 g·L-1,其中,单位体积水性地坪涂料的O3生成量最大.各类水性建筑涂料中对OFP贡献较大的为醇类、芳香烃类和醇醚及醚酯类物质.二甲基乙醇胺、二甲苯和三甲苯具有较高的反应活性,对臭氧生成的影响较大,应优先予以控制;④单位体积水性地坪涂料和防腐涂料的SOA生成量(以SOA/涂料计)分别为0.72 g·L-1和0.11 g·L-1,其他种类水性建筑涂料单位体积SOA生成量几乎为零,表明重点控制水性地坪涂料和防腐涂料中芳香烃和烷烃的浓度有利于减少二次有机气溶胶的生成.⑤将水性建筑涂料和溶剂型建筑涂料对环境影响比较发现,单位质量水性建筑涂料VOCs浓度、O3和SOA生成量远小于溶剂型建筑涂料,从源头上采用水性建筑涂料替代溶剂型建筑涂料可以有效降低VOCs排放量及削减二次污染物的生成量.     

基于粗糙集的有机涂层腐蚀损伤综合评定模型

运用粗糙集理论对评定涂层腐蚀损伤的9个单项指标进行了约简,消除了冗余信息,提高了评定效率,并依据粗糙集的属性重要性确定了相应评定指标的权重,消除了传统方法计算权重的主观性,增强了综合评定结果的可靠性,最终建立了有机涂层腐蚀损伤综合评定模型。通过对不同防护涂层的飞机典型结构试验件加速腐蚀试验的结果分析,验证了模型的可行性,并定量得到了不同涂层腐蚀损伤的综合评定等级。     

30CrMnSiA钢有机涂层电化学研究

目的研究30Cr Mn Si A钢零部件表面在只涂有1层H06-076底漆状态下的抗腐蚀能力。方法在试验过程中采用加速环境谱,利用电化学阻抗谱(EIS)方法研究30Cr Mn Si A钢试样表面在只涂有1层H06-076底漆状态下的腐蚀情况。结果涂有1层H06-076底漆的30Cr Mn Si A试样只经历了1个周期的加速环境谱就发生了腐蚀。电化学阻抗谱(EIS)方法测得的涂层失效与宏观观察到的基体金属腐蚀吻合较好。电化学阻抗谱(EIS)方法测得的10 Hz处相位角的变化规律与0.1Hz处阻抗模值的变化规律一致。结论 30Cr Mn Si A在只涂1层H06-076底漆的情况下其抗腐蚀性能很差,在外场大气环境中使用极易发生腐蚀。利用电化学阻抗谱(EIS)方法可有效表征有机涂层涂覆下的金属腐蚀行为并评估涂层的保护性能。     

Oxidation of diesel soot on binary oxide CuCr(Co)-based monoliths

Binary oxide systems(Cu Cr2O4, Cu Co2O4), deposited onto cordierite monoliths of honeycomb structure with a second support(finely dispersed Al2O3), were prepared as filters for catalytic combustion of diesel soot using internal combustion engine’s gas exhausts(O2, NOx, H2 O, CO2) and O3 as oxidizing agents. It is shown that the second support increases soot capacity of aforementioned filters, and causes dispersion of the particles of spinel phases as active components enhancing thereby catalyst activity and selectivity of soot combustion to CO2. Oxidants used can be arranged with reference to decreasing their activity in a following series: O3 NO2> H2 O > NO > O2> CO2. Ozone proved to be the most efficient oxidizing agent: the diesel soot combustion by O3 occurs intensively(in the presence of copper chromite based catalyst) even at closing to ambient temperatures.Results obtained give a basis for the conclusion that using a catalytic coating on soot filters in the form of aforementioned binary oxide systems and ozone as the initiator of the oxidation processes is a promising approach in solving the problem of comprehensive purification of automotive exhaust gases at relatively low temperatures, known as the "cold start" problem.     

Oxidation of diesel soot on binary oxide CuCr(Co)-based monoliths

Binary oxide systems (CuCr₂O₄, CuCo₂O₄), deposited onto cordierite monoliths of honeycomb structure with a second support (finely dispersed Al₂O₃), were prepared as filters for catalytic combustion of diesel soot using internal combustion engine's gas exhausts (O₂, NO_x, H₂O, CO₂) and O₃ as oxidizing agents. It is shown that the second support increases soot capacity of aforementioned filters, and causes dispersion of the particles of spinel phases as active components enhancing thereby catalyst activity and selectivity of soot combustion to CO₂. Oxidants used can be arranged with reference to decreasing their activity in a following series: O₃ ? NO₂ > H₂O > NO > O₂ > CO₂. Ozone proved to be the most efficient oxidizing agent: the diesel soot combustion by O₃ occurs intensively (in the presence of copper chromite based catalyst) even at closing to ambient temperatures. Results obtained give a basis for the conclusion that using a catalytic coating on soot filters in the form of aforementioned binary oxide systems and ozone as the initiator of the oxidation processes is a promising approach in solving the problem of comprehensive purification of automotive exhaust gases at relatively low temperatures, known as the “cold start” problem.     

电路板的大气污染物典型腐蚀分析及防护

目的 解决电路板在大气污染物环境下的腐蚀失效问题,提升电路板在大气污染环境中的适应性。方法 从器件选型角度,结合厚膜电阻和SMD LED两种电路板典型腐蚀失效案例,利用金相显微镜和扫描电子显微镜对腐蚀部位形貌分析,利用EDS能谱分析仪分析腐蚀元素和确定入侵路径。通过现场一年的应用对比验证,评价不同封装结构物料的抗腐蚀能力。从电路板涂覆涂层角度,利用恒定盐雾和交变盐雾对比试验,评价不同工艺参数涂层的抗腐蚀能力。结果 通过对厚膜电阻和SMD 硅胶封装LED失效样品的分析,硫元素从器件封装靠近镀银构件结构的薄弱点入侵,生成AgS,最终导致器件失效。带有抗硫化镀层的厚膜电阻和环氧树脂封装LED可以有效切断空气中硫元素的入侵路径,避免腐蚀失效发生。另一方面,通过168 h恒定盐雾和144 h交变盐雾试验结果的分析,随着涂覆厚度和材料黏度的增加,样品的抗盐雾能力得到有效提升,器件引脚位置得到更好的防护。结论 通过改变器件封装、增加涂层涂覆的厚度和材料黏度可以有效提高电路板抗大气污染物腐蚀的能力。该研究对电路板防腐蚀物料选型和涂层工艺参数选择提供了参考。     

化学气相渗透法制备碳化硅界面涂层的沉积动力学研究

目的 研究沉积温度对SiC界面涂层微观形貌、结构和成分的影响,探讨SiC界面涂层的沉积动力学和沉积机理.方法 采用Factsage软件计算MTS-H2反应物体系热力学平衡后产物组成,采用化学气相渗透法(CVI)在碳化硅纤维上制备SiC界面涂层,采用SEM、TEM、XRD等分析测试技术对SiC涂层形貌、结构和成分进行分析.结果 在860～1060℃温度范围内,MTS-H2体系平衡后的主要产物有SiC、C等,并在该温度范围采用CVI工艺制备出了SiC界面涂层.结论 在860～1060℃温度范围内,提高沉积温度有利于增加SiC的产率.温度低于960℃时,制备的SiC界面涂层表面光滑;高于1060℃时,得到了表面具有团簇结构的涂层,并且随着沉积温度的升高,涂层的结晶度提高.沉积动力学计算结果表明,温度低于1060℃时,SiC的沉积过程受表面反应控制;温度高于1060℃时,沉积过程受扩散控制.采用CVI工艺制备出了单一立方相的SiC界面涂层,并且(111)晶面为SiC颗粒的优先生长晶面.     

毫米波隐身涂层环境适应性考核与评价

为促进隐身涂层在武器装备中的应用和推广,对毫米波隐身涂层在我国海洋、酸性污染、寒冷及沙漠环境中进行了环境适应性考核与评价。通过24个月的考核,得到了该涂层外观、力学性能及隐身性能变化不大,仍保持在技术指标范围内的试验结果。同时取得了环境对毫米波隐身涂层作用影响的强弱顺序为:漠河→海南→江津→敦煌。     

无机抗菌剂在建筑涂料中的应用研究

研究了5种无机抗菌剂：锌型沸石抗菌剂、银型沸石抗菌剂、氧化锌晶须复合抗菌剂、纳米TiO2光催化抗菌剂和Ca10-x-yTixZny（PO4）6（OH）2复合抗菌剂在涂料中的应用.以对大肠杆菌（E.coli）的灭菌效果评价抗菌性能.结果表明：锌型抗菌涂料的抗菌效果较差,后4种类型抗菌涂料具有很好抗菌效果.但是,银型抗菌剂和氧化锌晶须复合抗菌剂在涂料中存在易引起涂料变色和难分散问题;纳米TiO2光催化型抗菌剂在涂料中易加快涂料老化;而Ca10-x-yTixZny（PO4）6（OH）2复合抗菌剂既具有良好的抗菌性能,又对涂料的基本性能没有影响,它能够应用到抗菌涂料中.     

TC21钛合金表面涂层体系在多因素综合加速试验条件下的老化规律研究

目的 研究TC21钛合金表面防护体系(酸洗+环氧底漆+聚氨酯面漆)在多因素协同加速试验条件下的表面性能变化规律。方法 利用一台海洋大气综合模拟试验装置,在户内模拟热带岛礁海洋大气环境,对经历各个加速试验周期后的试样进行外观拍照、光泽度测试、色差测试、光学显微拍照、以及电化学阻抗测试(EIS),并描述相关变化过程。结果 5个周期的加速试验后,试样表面涂层的失光率和色差分别达到45.6%和4.36。涂层在0.01 Hz处的阻抗模值由初始的2.74×10¹⁰ Ω下降为6.21×10⁷ Ω。结论 经历5个周期的户内多因素综合加速试验的过程中,TC21钛合金表面涂层体系的防护效果呈持续下降趋势,但5周期后尚未完全失效。