2024年, 第54卷, 第9期 刊出日期:2024-09-01
  

  • 全选
    |
    探索开发
  • 李玲, 邹雨婷, 方亮, 陆春华, 许仲梓
    涂料工业. 2024, 54(9): 2-8. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-172
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    提出了一种基于热固性树脂自修复性与热塑性液体橡胶流动性的自修复涂层结构,并通过炭黑实现其光热自修复。采用环氧树脂基体、热塑性液体丁腈橡胶(CTBN)修复剂以及光热填料炭黑( CB)制备了一种基于液体橡胶修复剂的光热响应自修复涂层。采用红外热成像仪、热重分析仪( TG)、扫描,电子显微镜( SEM)、光学显微镜等对涂层进行了表征,研究了 CB对涂层光热性能的影响,修复剂对涂层形态和性能的影响以及涂层的自修复行为。结果表明:在近红外光照射下,少量 CB有利于提高涂层吸收率,从而大大提高光热性能。作为热塑性修复剂的 CTBN在微尺度分散于环氧树脂中,流入并填充裂纹;涂层的光热性能随 CTBN含量的增加而增加,添加 0. 08%CB、7. 69%CTBN的涂层在 0. 8 W/cm2的光功率密度下表现出优异的自修复性能。同时,裂纹修复后的涂层能够有效地恢复其耐腐蚀性。
  • 袁帅, 宋伟超 , 赵霞, 金祖权, 段继周, 侯保荣
    涂料工业. 2024, 54(9): 9-15. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-218
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为克服海洋环境有机涂层耐久性差等缺陷,制备了具有长效疏水性能兼具自修复功能的复合涂层。首先在金属基体表面涂覆环氧基形状记忆聚合物( SMP),再与聚己内酯( PCL)纳米纤维膜结合获得具有自修复功能的复合膜,然后通过气压喷涂将十八烷基三甲氧基硅烷改性的硅藻土颗粒结合在复合膜表面,待其固化后得到具有自修复功能的超疏水防腐涂层。采用扫描电子显微镜
    (SEM)观察涂层表面的微观形貌,并使用接触角测量仪测试涂层表面的超疏水性;采用激光共聚焦显微镜( CLSM)测试涂层表面的粗糙度并表征涂层的自修复性能;通过砂纸磨损、电化学阻抗谱(EIS)评价涂层的耐磨性和防腐性能。结果表明:成功制备了具有自修复功能的超疏水复合涂层。该涂层在 50 ℃下加热 2h,表面裂纹即可明显修复;完整的超疏水防腐涂层在 3. 5%NaCl溶液中浸泡 21 d后,其阻抗模值依旧保持在 1011 Ω.cm2比纯树脂涂层提高了 5个数量级,浸泡 63 d后,阻抗模值依旧保持在 1010 Ω.cm2,经过 12次破坏 -修复循,环后,超疏水防腐涂层的阻抗模值仍保持在 1010 Ω.cm2。另外,该涂层还具有优异的耐磨性,在 100 g荷载、 600目砂纸磨损测试 2 000 cm(40个循环)后,涂层的水接触角( WCA)依旧可以保持在 150. 2°。纳米纤维复合膜赋予涂层自修复功能,硅烷改性的硅藻土赋予涂层超疏水特性,二者结合形成的复合涂层具有优良的疏水性、耐磨性和防腐性。本研究将为海洋等严苛环境超耐久涂层的选择提供依据。
  • 工艺技术
  • 赵赟煜, 李明玮, 高雯莉, 杨柯, 倪亚茹, 方亮, 陆春华, 许仲梓
    涂料工业. 2024, 54(9): 16-22. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-191
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    在聚氨酯主链中引入芳香族二硫键,制备了一种兼具高自修复率和高紫外吸收的自修复聚氨酯涂层。红外光谱、核磁共振氢谱、动态力学分析、力学测试及修复测试结果表明,R值为 4时聚氨酯拥有优异的自修复效果,样条在 120 ℃下加热 15 min后断裂伸长率的修复率可达 98. 8%,涂层在 120 ℃下加热 5 min划痕完全修复。同时该聚氨酯涂层(膜厚 100 μm)对穿透力较强的 UVA波段
    (320~400 nm)有着很强的屏蔽性能,透过率仅为 0. 07%。
  • 高大海, 李双, 宋芯蕊, 陈弘哲, 戴玉华, 于建香, 张优
    涂料工业. 2024, 54(9): 23-29. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-138
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    研制先进智能抗菌涂层对于防治医疗器械、公共环境的细菌污染具有重要意义。将丙烯酸烷基酯与甲基丙烯酸酯基团功能化的 β-环糊精( β-CD)和膦酸酯与作为共聚单体,通过自由基聚合制备具有主客体相互作用和较强黏附性的丙烯酸酯共聚物涂层。小分子抗菌剂百里香酚(THY)可作为客体分子被包合至共聚物中 β-CD结构单元的空腔中。由于主客体作用的可逆性,共聚物涂层在弱酸性(pH=5)条件下发挥智能缓释作用,实现小分子抗菌剂逐步释放。结果表明:智能抗菌涂层对大肠杆菌( E. coli)和金黄色葡萄球菌( S. aureus)的生长有明显抑制作用。特别当 β-CD在共聚物中的质量分数达到 45%时,涂层对 S. aureus的抑菌率接近 100%。此外涂层对多种基材均有优异的附着力,拉开法附着力可达 10 MPa以上。这类共聚物涂层的制备为开发智能抗菌涂层提供了有效
    策略。
  • 健康·安全·环境
  • 陈博, 袁天赐, 熊文涛, 张小平, 余喜红, 徐祗正, 刘娅莉
    涂料工业. 2024, 54(9): 30-37. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-148
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为了解决杜仲胶结晶性导致的溶解性差的问题,以便其直接用于改性涂料、黏合剂,基于巯基-烯点击化学反应,采用巯基乙醇与杜仲胶在 365 nm紫外光照射条件下合成了羟基化杜仲胶(HEUG),以破坏其结晶性,增强溶解性能。同时,研究了杜仲胶羟基化改性中水、NN-二甲基甲酰胺、氯仿为溶剂、碳碳双键与巯基的物质的量比与反应时间等对羟基化程度的影响。研究了羟基化杜仲胶对自修复聚氨酯(DSPU)涂层的力学性能、柔韧性、耐溶剂性、附着力以及自修复性能的影响。研究表明,改性后的杜仲胶在常见溶剂中具有优良的溶解性能,且羟基化改性时溶剂为氯仿、反应时间为 6h、巯基与碳碳双键物质的量比为 3∶1时,羟基化程度最高,为 156 mgKOH/g。将 HEUG与自制的自修复聚氨酯树脂复合时,HEUG用量为 5%是最优添加量,此时涂层的力学性能强、断裂伸长率高、自修复快、透明度高、涂层的基本性能良好。
  • 胡国锋, 俞乐, 杨鹏微, 周建萍, 赵春辉, 梁红波
    涂料工业. 2024, 54(9): 38-44. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-082
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    采用联苯型双马来酰亚胺和糠醇合成了含 Diels-Alder(DA)结构的联苯型二元醇,然后利用该二元醇与异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃及丙烯酸羟乙酯为原料制备了光固化自修复聚氨酯树脂,利用 FT-IR和 1H NMR对产物结构进行了表征,并测定了树脂光固化过程中的双键转化率,研究了 DA二元醇用量对涂层性能的影响。结果表明:DA含量越大,涂层微相分离越明显,自消光效果越好,且涂层的自修复效果越显著,涂层修复后表面粗糙程度增大,光泽下降,涂层在修复 3~4次后光泽趋于稳定。此外,随着 DA含量的增加,涂层的玻璃化转变温度(Tg)增大,且出现了 2个 Tg。当聚四氢呋喃与 DA二元醇物质的量比为 0. 75∶1. 25时,涂层兼具良好的自消光和自修复性能,损伤涂层经 150 ℃修复后,划痕基本修复,光泽由初始光泽 18. 6下降至 9. 8,经 3~4次修复后光泽稳定在 4. 5左右。
  • 应用研究
  • 陆健烨, 杨瑞宁, 王瑞欣, 罗振扬, 罗艳龙
    涂料工业. 2024, 54(9): 45-50. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-176
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    传统的实验试做法在智能涂层的研究方面存在研究效率较低、机理解释不清晰等缺陷,为了更好地为智能涂层结构设计提供有效指导,计算机模拟仿真技术在智能涂层领域被广泛应用。介绍了智能涂层研究领域最常用的 3种计算机模拟仿真技术,根据模拟尺度从小到大分别为量子化学计算、分子动力学模拟以及有限元分析,对其在智能涂层研究领域的具体应用进行了讨论。总结了 3种模拟仿真技术存在的优势和适用范围,为智能防腐涂层、自愈合涂层、光热响应涂层的研究提出了建议。最后,对计算机模拟仿真技术尚存在的一些问题进行了阐述并展望了其在智能涂层领域应用的发展方向。
  • 孔悦, 范旭, 张广毅, 袁必和
    涂料工业. 2024, 54(9): 51-55. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-170
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    智能纺织品是在现代科技快速发展背景下,融合传统纺织与先进技术制成的具有广泛应用价值的新型材料。为了总结近些年功能性智能织物涂层发展情况,为后续研究提供进一步的系统性参考,探讨了包括浸渍法、层层自组装等智能织物涂层制备处理方法,总结了智能织物涂层在火灾智能报警等不同领域的应用场景及其作用,并结合最新研究进展对其在环保可持续性与智能化水平提升等发展方向进行了总结与展望。功能性智能织物涂层的研究不仅拓展了织物的应用领域,还为未来智能纺织品的设计与开发提供了重要的理论和实践基础。
  • 科学视点
  • 刘晓艺, 尹红阳, 张青青, 罗静
    涂料工业. 2024, 54(9): 56-63. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-190
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为了提高有机涂层的防腐能力与使用寿命,研究人员致力于将缓蚀剂通过微纳米容器封装后再与基料混合。这种方法相比于直接将缓蚀剂与基料混合,更能够提高其与基料的相容性,并实现缓蚀剂可控释放,从而增强涂层的防腐效果。综述了用于制备微纳米容器的 3种常见材料,包括无机材料(埃洛石、二氧化铈、介孔二氧化硅、碳空心微球等)、有机材料(微胶囊、多孔微球)和无机-有机复合材料,在此基础上介绍了多重防腐微纳米容器。此外,还总结了 4种常见的缓蚀剂的封装方式(直接封装法、低压浸渍法、层层自组装封装、共价键结合法),并对缓蚀剂负载型微纳米容器未来的发展趋势进行了展望。基于缓蚀剂负载型微纳米容器防腐涂层在复杂环境下发挥着重要作用,能有效延长其使用寿命并提高防腐能力,是防止金属腐蚀的有效手段。
  • 胡静, 吉翠萍, 卫国英
    涂料工业. 2024, 54(9): 64-70. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-370
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    自修复涂层是提高材料及涂层服役寿命的重要手段,开发基于微胶囊技术的外援型自修复涂层,具有重要的研究意义与经济意义。基于近年来微胶囊技术及其在外援型自修复涂层中取得的进展,对微胶囊的类型、制备方法进行总结,特别介绍了微流控技术。综述了自修复涂层常用的树脂,阐述了涂层的自修复模式,尤其是近年来快速发展的双修复模式。最后介绍了微胶囊型自修复涂层的应用进展。微胶囊技术及自修复涂层应用广泛,发展持续且稳定,但仍存在着应用和理论性的问题。微胶囊的调控、功能剂的稳定贮存及可控释放将是未来的研究重点。而微流控技术的精确可控及高效特性,将为微胶囊及自修复涂层带来新的发展机遇。
  • 马娜, 张子健, 罗甸
    涂料工业. 2024, 54(9): 71-76. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-324
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    综述了光热驱动型共价再键合自修复涂层的研究现状、性能缺陷及未来发展方向。首先,从成键机理的角度,探讨了不同共价键修复的设计思路和应用特点,详细解释了环加成反应、二硫/二硒 /二碲键交换反应和 Michael加成反应的原理,并列举了相关研究案例。通过文献调研发现,该类涂层在修复较大分子、适用范围、耐久性、自修复效果及成本等方面存在不足。基于此,提出了未来发展方向应包括多功能性、智能性、生物可降解和大规模应用等方面。总体而言,热驱动型共价再键合自修复为涂层领域开辟了新的发展路径,展现了广阔的应用前景,将显著提升涂层的功能性和可靠性。
  • 孙迎翔, 柯燕飞 , 吴杨敏 , 赵长春 , 赵文杰
    涂料工业. 2024, 54(9): 77-84. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-177
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为满足海洋环境下的长周期腐蚀防护的需求,当前研究重点主要集中在高性能智能响应腐蚀防护涂层,以及设计和开发出具有早期损伤预警与自修复功能的复合涂层。系统概述了国内外海洋苛刻环境下智能防腐涂层材料的最新研究进展,主要包括自修复防腐涂层和自预警防腐涂层,并介绍了关键因素对腐蚀防护性能的影响。未来,水下自修复、多通道缺陷响应、原位海洋验证实验和工业化应用是发展高性能海洋环境智能防腐涂层的重要趋势。
  • 罗鹏, 顾林
    涂料工业. 2024, 54(9): 85-90. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-158
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    本征自修复水性聚氨酯涂层因其独特的自我修复能力和环境友好性,对提高涂层的耐用性和降低维护成本具有重大意义,是当前涂层技术研究的前沿领域。概述了本征自修复水性聚氨酯的研究进展,分析其合成策略、性能特点以及在不同领域的应用潜力。本征自修复水性聚氨酯自修复机制主要基于动态共价键和动态非共价键,不同键能和特性的动态共价键可以赋予水性聚氨酯不同程度的自修复能力,不同的动态非共价键也存在各自的优点和局限性。尽管在合成工艺、成本效益和长期稳定性方面仍面临挑战,但通过不断地研究和创新,本征自修复水性聚氨酯有望在未来的材料科学和工业应用中发挥更大的作用。