2024年, 第54卷, 第10期 刊出日期:2024-10-01
  

  • 全选
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    智能涂料
  • 冯荟蒙, 宋兆斌, 王 通, 等
    涂料工业. 2024, 54(10): 1-8. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-212
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    超滑涂层在防污领域的应用受到广泛关注,但其表面润滑的可控性相对不足且涂层在服役过程中容易产生裂纹造成被动失效。通过引入偶氮苯基团与环糊精分子制备了一种具有光热响应特性的自修复超滑涂层,其通过光照作用释放硅油来调节表面润滑性,实现抗菌功能。此外,偶氮苯的光热异构转化能使涂层的表面温度在 300 s内升高至 70 ℃,基于二硫键和氢键的自修复涂层,其自修复效率可达到 94. 7%。活死菌实验也证实了光热作用下涂层表面优异的抗菌性能,该涂层具有高效的自修复抗菌性能,在海洋装备和其他防污领域具有广阔的应用前景。
  • 张文佼, 谢雨桐, 田庆, 等
    涂料工业. 2024, 54(10): 9-16. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-189
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    以金属有机框架 NH2-UiO-66为基础,采用“一锅法”负载缓蚀剂 BTA与光热材料 TiN,合成后再包覆一层与环氧树脂有较好相容性的聚多巴胺,合成了一种具有光热转换性能的纳米容器 PDA@(NH2-UiO-66@BTA/TiN),以达到提高光热性能、阻止缓蚀剂不必要释放的作用。对所得的纳米容器进行形貌表征以及缓蚀剂缓释效果测试,而后将其添加在环氧涂层中进行自修复以及电化学腐蚀测试。结果表明:复合材料具有八面体结构,粒径均匀,聚多巴胺包覆在纳米容器外层后,PDA@NH2-UiO-66@BTA/TiN外壳变厚,外层的聚多巴胺和内层的光热材料 TiN能够有效提高纳米容器光热性能,在光照下能够促进缓蚀剂的释放,同时在无光照情况下能够一定程度上阻止内部缓蚀剂的释放。 PDA@(NH2-UiO-66@BTA/TiN)作为填料加入环氧树脂后可提高涂层的自修复性能和防腐性能,划痕处的自修复效率达到 98. 62%,且涂层在光照进行自修复后仍具有较好的防护能力,在3. 5%NaCl溶液中浸泡 20 d后阻抗模值依然维持在 107 Ω·cm2以上,且金属基本表面基本没有腐蚀产物。将制备的 PDA@(NH2-UiO-66@BTA/TiN)纳米容器添加至环氧涂层中,可显著提升涂层的自修复性和防腐性。
  • 徐晨凯, 高大海, 胡佳祺, 等
    涂料工业. 2024, 54(10): 17-22. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-211
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    综述了近十年兼具早期腐蚀自预警和自修复功能的智能防腐涂层,分类介绍了这类涂层的制备方法、设计思路和具体应用,分析了典型结构微 /纳米容器的优势与不足。微 /纳米容器以其规整、精细的结构,能够高效负载、储存和释放功能分子,已被广泛应用于自预警自修复双功能智能防腐涂层的设计和开发。智能响应聚合物型防腐涂层通过弱共价键和超分子作用,也可以实现自预警、自修复客体分子的智能释放,展现出更高的设计灵活性。自预警自修复双功能智能涂层已经逐渐成为智能涂层研究的重要发展方向,未来研究应着力简化微 /纳米容器以及智能响应聚合物的制备工艺,提高智能化程度,并探索新的功能设计以满足实际应用需求。

  • 王冰, 单晓晖, 杨秀, 等
    涂料工业. 2024, 54(10): 23-29. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-188
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    与常规的自修复防腐涂层相比,石墨烯基自修复防腐涂层具备较优异的自修复效率及防腐性能,这归因于石墨烯基材料突出的能量转换能力、阻隔效应及物理特性等。文中详细讨论了石墨烯在自修复涂层中的作用以及石墨烯基自修复涂层的研究、应用现状。介绍了本征型和外援型 2种自修复机制;介绍了石墨烯衍生物在本征型自修复材料中主要发挥促进能量转换的作用,在外援型自修复材料中主要作为携带各种修复剂的介质;结合石墨烯衍生物自身特性探究了其对涂料力学性能及阻隔作用的影响;并探究了石墨烯基自修复防腐涂层的实际应用问题以及未来进展方向,指出单一修复机制的涂层仍然存在许多局限性,具有多重修复机制及多功能化的石墨烯基自修复涂层将是未来的发展趋势,实际应用前应结合应用环境开展实地验证。
  • 王 瑜, 李娟娟, 齐建涛
    涂料工业. 2024, 54(10): 30-35. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-175
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    自修复涂料能解决传统涂料在使用过程中因损伤而导致的性能下降和寿命缩短的问题。综述了自修复涂料的种类、自修复机制、发展进程;重点分析了本征型、外援型(微胶囊)以及集成多功能复合自修复涂料。探讨了自修复涂料在航空航天、混凝土、海洋和船舶制造等领域的实际应用情况。自修复涂料未来的发展应注重跨学科合作,结合材料科学、化学工程和人工智能等领域的最新研究成果。
  • 探索开发
  • 康瑞瑞, 陈财洋, 杨名亮, 等
    涂料工业. 2024, 54(10): 36-44. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-144
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    近年来部分工程案例显示环氧富锌涂层在钢桥面防护效果不理想,尤其是在南方沿海的大跨径钢桥面防护中会过早发生腐蚀破坏,主要原因是富锌涂料中的锌粉在高湿热、高温环境下与水气反应而失效,另一方面富锌涂料颜料体积浓度( PVC)高,脆性大,渗透能力弱,在车载压力下容易与基材、中间层滑移等。本文采用韧性环氧树脂、增韧剂、柔性固化剂制备了一种高韧性非锌环氧重防腐涂料,通过拉伸试验、耐热盐水浸泡试验、盐雾试验、高温附着力等方法研究了其力学性能和防腐性能。结果表明,采用聚氨酯增韧改性环氧树脂 SLpu、低相对分子质量聚氨酯改性环氧树脂增韧剂 Dslu以及复配固化剂 [m(聚醚胺固化剂 T)∶m(柔性固化剂 F)=5∶1]制备的高韧性非锌环氧重防腐涂料拉伸性能、耐盐雾性能和耐热盐水性能优异,尤其是耐热盐水性能远超于环氧富锌涂料,更适合南方沿海高湿环境大跨径钢桥面铺装体系的防护,对解决目前钢桥面防护体系使用寿命不足的问题有一定的参考意义。
  • 刘银萍, 张光华, 杜佳妮, 等
    涂料工业. 2024, 54(10): 45-52. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-079
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    为提升乳胶的相容性及防腐性能,以没食子酸( GA)与乙二醇丁醚( BE)为原料合成没食子酸酯( GA-BE)作为转锈剂,采用预乳化 -半连续种子乳液聚合法合成有机硅改性苯丙乳胶( SAL-Si)作为成膜物,制备没食子酸酯 /改性苯丙防腐转锈乳胶( GA-BE/SAL-Si)。采用稳定性分析仪测试乳胶的稳定性,采用中性盐雾测试、盐水浸泡测试和电化学分析探究其防腐性,采用 X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱( XPS)、扫描电镜( SEM)和能谱( EDS)分析探讨锈蚀转化前后基体表面形貌及转锈机理。结果表明:制备的 GA-BE/SAL-Si具有较好的稳定性;在 3. 5%NaCl溶液浸泡下,覆涂 GA-BE/SAL-Si试样的自腐蚀电流密度相较于锈蚀钢降低了 2个数量级,相较于覆涂 GA/SAL-Si试样降低了 1个数量级,当 GA-BE添加量为 2. 0%时,防腐效果最佳;经过 168 h的中性盐雾测试及盐水测试后,对比 GA/SAL-Si及 GA-BE/SAL涂膜, GA-BE/SAL-Si涂膜表现出更佳的防腐性能; GA-BE结构中的酚羟基可与锈蚀产物发生螯合反应,生成新的 Fe—O—C配位键,达到转锈的作用,配合 SAL-Si,使涂膜具有良好的防腐和转锈性能。

  • 工艺技术
  • 方健君, 张伟丽, 徐科, 等
    涂料工业. 2024, 54(10): 53-59. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-169
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    为了降低传统氟碳涂料的 VOC含量,采用高固体分氟碳树脂作为基料,耐候型异氰酸酯为固化剂,经过配方优化设计,研制了一种高固体分氟碳涂料,重点探讨了固化剂类型、 R值 [n(—NCO)∶n(—OH)]、固化促进剂用量、光稳定剂(紫外光吸收剂和受阻胺光稳定剂)及其用量对涂料性能的影响;研制的高固体分氟碳涂料固体分为 82%,涂层耐候性优异, 3 000 h人工加速老化试验保光率 ≥80%,ΔΕ≤3. 0。为了确保层间附着力,配套的高固体分环氧云铁中间漆应选用低极性改性聚酰胺或改性酚醛酰胺作为固化剂;另外,高固体分氟碳涂料超过一定重涂时间会导致涂料层间附着失效。研制的高固体分氟碳涂料满足涂料化工领域实际应用和未来发展需求。
  • 应用研究
  • 曾登峰, 闫林玉, 吴佩, 等
    涂料工业. 2024, 54(10): 60-67. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-088
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    采用棕刚玉喷砂、铸钢钢砂喷砂以及铸钢钢砂喷砂后棕刚玉扫砂 3种喷砂工艺对 2205双相不锈钢表面进行处理,通过能谱法及极化曲线法表征处理后的 2205双相不锈钢表面状态差异,并采用模拟压载舱试验测试经过这 3种喷砂工艺处理后的化学品船液货舱双相不锈钢外壁防护涂层的防腐性能,对比分析 B级船体结构钢、2205双相不锈钢以及 B级船体结构钢与 2205双相不锈钢焊接 3种不同基材压载舱保护涂层腐蚀蔓延及阴极剥离结果。结果表明:3种喷砂工艺均会在双相不锈钢基材表面形成磨料残留;钢砂磨料残留使得双相不锈钢腐蚀电位负移,耐腐蚀性变差;在有阴极保护的情况下,采用钢砂喷砂处理的双相不锈钢表面残留的钢砂磨料因小阳极效应使涂层耐阴极剥离性能降低。在海水介质中,B级船体结构钢与双相不锈钢焊接容易因电偶腐蚀导致双相不锈钢表面防护涂层加速失效。
  • 周如东, 陆文明, 狄志刚, 等
    涂料工业. 2024, 54(10): 68-72. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-140
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    采用氟碳树脂作为基料树脂、纳米 SiO2和聚四氟乙烯作为功能性填料制备了纳米复合氟碳防覆冰涂料,重点讨论了不同基料树脂、不同纳米 SiO2和聚四氟乙烯含量下,漆膜表面特性和微观结构对疏水性和防覆冰性能的影响。结果表明:纳米 SiO2含量、聚四氟乙烯含量均为纯固态树脂的 25%时所制备的防覆冰漆膜水接触角达 128°,滚动角达到 6°,着冰力为 26. 1 N,同时还具有优异的耐候性、耐腐蚀性和耐液体介质性,能够满足多个工业领域对防覆冰的要求。
  • 科学视点
  • 刘立伟
    涂料工业. 2024, 54(10): 73-82. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-129
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    石墨烯锌粉涂料体现了新材料、新机理和卓越性能的特征,成为涂料行业的一个突破性创新。文章综述了石墨烯锌粉涂料的技术发展和应用现状。石墨烯独特的原子片层结构和不可渗透性,以及优异的力、热、电性能,贡献了石墨烯锌粉涂料新的防护机理。石墨烯的物理屏蔽作用、活化锌粉作用以及增强力学强度作用,在高性能石墨烯锌粉涂料中发挥了主导作用。石墨烯锌粉涂料优先物理屏蔽主导防护机理,与传统环氧富锌涂料优先阴极保护机理有着本质差异。石墨烯锌粉涂料在防腐性能、力学性能、施工性能以及节约锌粉和节能降碳等方面,均体现出明显优势,石墨烯低锌和石墨烯锌粉双涂层更具有创新优势。总结了近期石墨烯锌粉涂料在桥梁、风电、化工、水电、建筑、集装箱等领域的应用案例和现状。最后,指出石墨烯锌粉涂料技术和替代传统环氧富锌涂料的应用发展趋势,以及对钢结构长效保护的技术创新价值。
  • 谢小春, 赵萍萍, 谭海湖, 等
    涂料工业. 2024, 54(10): 83-88. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-126
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    铝颜料因其优异的光学特性与易加工性,广泛应用于油墨、涂料领域,但在水性体系中应用时存在稳定性不佳的问题,采用包覆法对铝颜料进行改性可有效改善该问题。综述了近年铝颜料包覆改性的研究进展,分析了单层无机包覆、单层有机包覆、单层无机 /有机包覆、双层无机 /有机包覆等不同方法在保持金属光泽、提升铝颜料耐腐蚀性、改善相容性、提高着色稳定性等方面的差异,并指出水性铝颜料未来的发展趋势是不断优化生产工艺以降低成本和提高产品性能。