涂料工业

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谢素斌, 童杰祥, 罗静, 等

涂料工业. 2024, 54(1): 1-9. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-213

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为提升光固化金属涂层的防腐性能，以来源于生物基的 δ-癸内酯（DL）为原料，首先合成了一系列带疏水侧链的聚癸内酯二元醇，然后与异佛尔酮二异氰酸酯（ IPDI）和丙烯酸羟乙酯（ HEA）制备了带有疏水侧链的聚氨酯丙烯酸酯，将其用于构筑光固化金属涂层。采用傅立叶变换红外光谱、核磁共振氢谱对其结构进行了表征，研究了聚癸内酯二元醇的化学结构、相对分子质量对所构筑的光固化涂层疏水性以及防腐性能的影响。结果表明：疏水侧链改性后，聚氨酯丙烯酸酯涂层在水中浸泡 400 h的吸水率从 3%下降至 1. 4%；在盐水中浸泡 400 h的阻抗模值从 2. 7×10⁷ Ω·cm²提升至 1. 1×10⁹ Ω·cm²；在盐雾环境中 400 h仅出现轻微点蚀现象；可见疏水侧链改性的聚氨酯丙烯酸酯所构筑的涂层具有更高的耐水性和耐腐蚀性。

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氯化镍与有机蒙脱土在环氧基膨胀型钢结构防火涂料中的协效作用

颜龙, 黄丹蓉, 李昀, 等

涂料工业. 2024, 54(1): 10-16. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-166

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以有机蒙脱土（ OMMT）和氯化镍（ NiCl₂）作为复配协效剂制备环氧基膨胀型钢结构防火涂料，通过锥形量热仪、热重分析仪（ TG）、扫描电镜（ SEM）和傅立叶变换红外光谱（ FT-IR）系统研究了复配协效剂在防火涂料中的防火和抑烟作用。结果表明：单独添加 OMMT和 NiCl₂均能有效增强环氧基膨胀型钢结构防火涂料的隔热性能并降低燃烧过程中的生烟量和热释放，将二者复配使用表现出更好的协效作用。当 m（OMMT）∶m（NiCl₂）=1∶1时，膨胀型钢结构防火涂料的峰值热释放速率、峰值生烟速率以及 300 ℃背温时间分别为 291. 3 kW/m²、0. 039 m²/s和 1 465 s。TG结果表明， OMMT和 NiCl₂复配使用可以降低涂料的峰值分解温度和质量损失速率，使涂层在 700 ℃时的残炭率高达 24. 8%。SEM和 FT-IR结果表明， OMMT和 NiCl₂复配使用有利于形成更多含磷交联结构进而提高膨胀炭层的致密性和连续性，达到较好的防火和抑烟作用。

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石墨烯改性环氧云铁中间漆的制备和性能研究

张春辉, 宋晶辉, 徐兰兰, 等

涂料工业. 2024, 54(1): 17-23. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-127

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为了进一步提高环氧云铁中间漆的阻隔效果，解决其在高湿和夏天高热的水工环境中防护长效性不足的问题。将薄层石墨烯添加到环氧云铁中间漆中，利用二维纳米石墨烯比表面积大的特点，研究了石墨烯添加量对涂层附着力、耐冲击性、耐淡水性、耐盐水性和电化学性能的影响。结果表明：纳米级石墨烯和微米级云母氧化铁的片层结构相结合提供了微纳协同屏蔽的机理，添加微量石墨烯后明显提高了涂层的各项性能，尤其是耐水渗透性、耐冲击性和在水中浸泡后涂层的附着力，使得石墨烯改性环氧云铁中间漆对处于高湿高热应用环境的水工钢结构能够提供更有效、更耐久的腐蚀防护。

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无溶剂氟化聚丙烯酸酯 /环氧树脂复合涂层的制备及其防腐性能

曾凡宝, 徐祖顺, 易昌凤

涂料工业. 2024, 54(1): 24-29. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-148

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为了提高环氧树脂涂层的疏水性和耐腐蚀性，设计了一种具有环氧基团的无溶剂氟化聚丙烯酸酯（PFEMA）来对环氧树脂进行改性。采用红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（ FESEM）、水接触角（CA）、电化学阻抗谱（ EIS）等测试方法研究了无溶剂氟化聚丙烯酸酯改性环氧树脂涂层的结构和性能。结果表明：随着无溶剂氟化聚丙烯酸酯用量的增加，涂层的水接触角从 69°升高至 115°；与纯环氧树脂涂层相比，氟化聚丙烯酸酯 /环氧树脂涂层的低频阻抗模量更高。此外，随着氟化聚丙烯酸酯在环氧树脂中用量的增加，涂层腐蚀速率减小，在 3. 5%NaCl溶液中浸泡 15 d后复合涂层仍有良好的保护效果。因此，引入氟化聚丙烯酸酯可以显著增强环氧树脂的防腐性能。

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飞机透明件表面耐磨聚氨酯涂层的制备及其耐紫外老化性能的研究

魏超, 田永丰, 李建飞, 等

涂料工业. 2024, 54(1): 30-35. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-192

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为研制具有良好耐磨性和耐紫外老化性能的飞机座舱透明件表面用透明涂层，以聚己内酯多元醇、二环己基甲烷二异氰酸酯（H12MDI）为主要原料，模拟笼型低聚倍半硅氧烷（POSS）结构合成了一种“聚氨酯笼状多元醇”，对其进行了表征。考察了含氟单体和含丙烯酸链段改性“聚氨酯笼状多元醇”对涂层耐紫外老化性能、水接触角、附着力的影响以及改性纳米氧化铈、紫外线吸收剂用量对涂层性透光率、雾度、耐紫外老化、涂层表面状态的影响。结果表明：制备了符合预期的“聚氨酯笼状多元醇”结构链段；制备的透明涂层透光率≥90%，耐磨效果良好，且耐磨性随着涂层厚度的增加而增加；采用十三氟辛醇改性“聚氨酯笼状多元醇”链段，涂层耐紫外老化性能和疏水性提升；采用甲基丙烯酸异氰基乙酯改性“聚氨酯笼状多元醇”链段，制备的涂层耐紫外老化性能和附着力提升；添加 0. 4%的改性纳米氧化铈和 0. 8%的紫外线吸收剂 UV-1577后，涂层的耐紫外老化性能提升明显，且对涂层透光率、雾度影响较小。

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有机硅改性潜固化型单组分聚氨酯的制备及性能

李灿刚, 邵春妍, 常源智, 等

涂料工业. 2024, 54(1): 36-43. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-149

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为提高单组分聚氨酯材料的低温柔顺性与疏水性，通过溶液聚合法，在潜固化型单组分聚氨酯预聚物中引入端羟基聚二甲基硅氧烷（PDMS-OH），制备了有机硅改性潜固化型单组分聚氨酯材料。通过红外光谱、动态力学分析和拉伸性能测试等研究方法，探讨了不同 PDMS-OH添加比例对改性聚氨酯材料性能的影响。结果表明：随着 PDMS-OH添加比例的升高，改性聚氨酯材料的阻尼因子升高，玻璃化转变温度向低温方向移动；虽然材料的拉伸强度有所下降，但断裂伸长率明显升高；接触角增大，吸水率下降。有机硅改性的单组分聚氨酯材料以其优异的低温柔顺性与疏水性，拓宽了材料的使用温域，改善了材料的使用条件。

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聚酯树脂涂料用金红石型钛白粉的表面改性及性能研究

刘晓玉, 李守阳, 肖菲, 等

涂料工业. 2024, 54(1): 44-49. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-195

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为提高金红石型钛白粉的在聚酯树脂涂料中的应用性能，采用湿法包膜的方式在二氧化钛表面构筑了三层结构对其进行表面改性，制备了改性钛白粉 P-Zr-Al/TiO₂。采用 X射线荧光光谱（XRF）、透射电镜（TEM）表征了改性钛白粉的结构与性质，并测试了粉体的颜料性质评价其包覆效果。结果表明：当选用六偏磷酸钠作为磷包膜剂以及锆-硫酸的锆包覆工艺时，金红石钛白粉具有较好的光学性质，L*值为 98. 89、遮盖率为 85. 52%、吸油量为 17. 5 g/100 g。同时应用的聚酯树脂涂膜经过 240 h曝晒雨淋的模拟环境后，失光率为 47. 3%，ΔE为 0. 84，具有较好的耐候性。

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阴极电泳涂料用封闭型 PDI固化剂的制备

孙家娣, 张语洋, 施志红, 等

涂料工业. 2024, 54(1): 50-53. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-256

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首先以生物基五亚甲基二异氰酸酯（PDI）和三羟甲基丙烷为原料合成了 PDI预聚体，再以甲乙酮肟为封闭剂对 PDI预聚体的—NCO基团进行封端，合成封闭型 PDI固化剂。将封闭型 PDI固化剂应用于阴极电泳涂料，考察了固化剂的应用性能。结果表明：当 PDI单体用量为 1 mol，三羟甲基丙烷和甲乙酮肟的用量分别为 0. 45 mol和 0. 55 mol时，所制备的封闭型 PDI固化剂状态良好，且固化剂与胺化环氧树脂配套制备的电泳乳液贮存稳定性良好，电泳漆膜可在 135 ℃/20 min实现固化，漆膜性能满足 HG/T 3952—2007要求。

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模拟事故工况下非能动核电厂安全相关涂层的可靠性测试及评估方法研究

李菲菲, 刘晓强, 孟凡江

涂料工业. 2024, 54(1): 54-58. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-160

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安全相关涂层在非能动核电厂中起着重要的作用，涂层的失效会影响核电厂安全系统的功能执行，影响核安全。国内外核监管机构对于在设计基准事故（DBA）工况下涂层系统的可靠性及评估方法非常重视。文章结合非能动核电厂涂层系统的工程应用，针对其在 DBA下的可靠性及评估方法进行了研究。研究表明：在 DBA下非能动核电厂安全相关涂层的可靠性要综合考虑涂层的模拟 DBA性能、干膜密度、导热性能等。而非能动核电厂安全相关涂层工程应用，则需从涂层的模拟 DBA性能、干膜密度、导热性能、涂层碎片（数量、大小、位置和性能等）以及包络涂层碎片后的碎片裕量等角度进行综合评估，以确定在事故工况下涂层的可靠性，不对系统安全产生影响，保证核电厂更安全、高效和经济性运行。

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多孔木材用高透抗塌陷聚氨酯涂料的制备及应用研究

沈金星, 林伟宙, 方涣润

涂料工业. 2024, 54(1): 59-65. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-202

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为研制一种多孔木材用高透抗塌陷聚氨酯涂料，通过合成羟值为 168 mgKOH/g的高羟值醇酸树脂，并搭配折光率与醇酸树脂相近的聚乙烯微蜡颗粒粉，再与 TDI-TMP、TDI固化剂制备成聚氨酯涂料。探究了醇酸树脂羟值、氰羟比 [n（—NCO）∶n（—OH）]对涂层抗塌陷性的影响，以及不同填充粉的选择和用量对涂层性能的影响。结果表明：随着羟值从 105 mgKOH/g逐步提升到 168 mgKOH/g，或氰羟比从 0. 6∶1递增到 1. 4∶1时，涂层的硬度和耐溶剂溶胀性程度均会递增。使用微蜡粉代替常规滑石粉和透明粉，提高了填充性且兼顾很好的光线穿透性。经检测和应用证明，该聚氨酯涂料成膜后涂层透明性好，常温干燥 24 h无气味， 2周基本不塌陷，干燥时间短，具有颗粒效果。该涂料填充性好、通透性高，可以应用于非洲多孔木材中，提高非洲木材的使用率和满足质量要求。

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智能涂层概述及其研究进展

康瑞瑞, 方大庆, 陈财洋, 等

涂料工业. 2024, 54(1): 66-73. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-146

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介绍了智能涂层的定义、分类以及触发和响应机制，并以响应机制为出发点对智能涂层进行了分类和介绍。详细阐述了每种响应机制的响应机理及研究现状，并对未来智能涂层发展方向进行了展望。其中，中介响应智能涂层创新方向多、可研究性高，在 pH响应、电位响应、光/磁热响应、力学响应等方向取得了丰硕的研究成果。集传感器网络系统、信号采集、信息处理模块以及智能响应模块为一体的智能涂层体系将成为研究热点和重点，中介智能响应涂层部分研究成果已经具有数据传感、数据分析、信息储存、模型建立等功能，实现了一定程度的自主分析和自主响应，未来将在军事、智能隐身、智慧生活等各个领域得到广泛应用，并助力工业 4. 0的发展。

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镁合金原位生长水滑石研究进展

王哲, 张维维, 江婷婷, 等

涂料工业. 2024, 54(1): 74-80. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-135

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镁合金是常见轻质金属结构材料，但易腐蚀的特性限制了其在工业中的广泛应用。水滑石具有超强的吸附能力和阴离子可交换性等特点，可为镁合金提供有效防护。文章综述了镁合金原位生长水滑石的研究进展，主要包括成膜工艺、成膜机理、防腐蚀机理及在镁合金防腐涂层中的应用。目前常用的制备方法包括原位直接生长法、两步法、阴离子置换法和电沉积法。原位生长法制备较为简单，但会出现较多的副产物；而两步法和阴离子置换法可以通过控制反应条件和调节溶液成分来实现水滑石的原位生长，能够得到较好的涂层质量和性能；电沉积法更为高效快速，但涂层结合力有待提高。现有的水滑石成膜机理大体可以分为 4种成膜机理，而水滑石往往会在第二相附近和缺陷处优先形核。水滑石涂层防腐机理可以概括为涂层屏蔽、离子吸附和涂层自愈合。最后对水滑石未来的发展进行了展望。

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喷涂聚脲弹性体及复合结构抗爆抗冲击性能研究进展

王文斌, 吕平, 鞠家辉, 等

涂料工业. 2024, 54(1): 81-88. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-171

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防护结构的抗爆抗冲击性能是生命安全的重要保障，材料和结构是提高防护性能的 2种主要途径。喷涂聚脲弹性体凭借良好的力学性能和耗能特性被广泛运用于抗爆抗冲击防护领域。从喷涂聚脲弹性体的抗冲击性能出发，介绍了不同试验方法下喷涂聚脲弹性体优异的爆炸冲击防护性能，分析喷涂聚脲弹性体在不同应变率和环境下良好的适应性，发现涂层厚度和涂层构造会对材料抗冲击性能产生影响；从材料微观层面以及阻抗失配的角度综述了喷涂聚脲弹性体的抗冲击机理，最后阐述了抗冲击复合结构的耗能机理以及优化方法，指出了喷涂聚脲弹性体以及复合结构尚存在的部分问题以及发展方向。

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2024年, 第54卷, 第1期　刊出日期：2024-01-01

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