2025年, 第55卷, 第3期　刊出日期：2025-03-01

  

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AI涂创
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  人工智能技术在防腐涂料研发中的应用研究

  王亚鑫, 曹亚成, 狄志刚, 等

  涂料工业. 2025, 55(3): 1-6. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-333

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  针对现有防腐涂料研发成本高、研发效率低的问题，通过数据输入、特征选择、测试集比例选择、机器学习算法种类选择、模型训练 /评估等步骤，训练出可进行耐老化性能预测的人工智能（AI）模型。研究了不同模型参数对 AI模型预测效果的影响，得到了适宜的模型参数。在 AI模型复用及验证的过程中，创新性地采用 “AI预测 +正交设计”的方法进行新型防腐配方优化设计和验证，相较基于经验试错法、正交试验法，采用新方法所需的实验量分别减少 93%、78%，显著提升新型涂料研发效率，降低研发成本，有助于解决材料智能研发面临的“小样本”难题。
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  人工智能在腐蚀图像检测与分析中的应用

  闫则明, 陈旭超, 王永才, 等

  涂料工业. 2025, 55(3): 7-12. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-366

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  金属结构和设备在使用过程中的腐蚀不仅会导致巨大经济损失，还可能引发环境污染和安全隐患。因此，采取快速的腐蚀检测与分析技术显得尤为重要。随着人工智能算法的不断进步，其在腐蚀图像检测与分析领域展现出巨大潜力。文章综述了人工智能，特别是计算机视觉技术和深度学习的发展，探讨了其如何改变传统检测技术的格局，并通过自动化、数据分析和特征提取等方法，有效解决腐蚀图像检测与分析的效率和准确性。最后，总结了人工智能在该领域中需要解决的一些关键问题，旨在探讨人工智能在腐蚀研究领域的应用潜力，为未来检测与评估技术的研究提供新视角，促进人工智能广泛应用。
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  基于机器学习的隐身涂料设计方法与研究进展

  刘旭, 刘永豪, 齐建涛

  涂料工业. 2025, 55(3): 13-18. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-319

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  隐身涂料通过对雷达波、红外辐射、可见光及激光信号特性的调控，广泛应用于军事装备与先进技术领域。然而，隐身涂料的设计涉及多种材料和复杂加工参数的耗时实验。为了克服这些限制，数据驱动的涂料设计方法受到广泛关注。文章综述了基于机器学习的隐身涂料设计的最新进展。概括了隐身涂料的主要类型，包括吸波涂料、电磁屏蔽涂料、红外隐身涂料和复合隐身涂料，探讨了传统设计方法面临的挑战。介绍了数据驱动的隐身涂料设计，展示了数据预处理与特征提取策略如何优化模型输入，强调了高质量数据库、模型可解释性与多目标优化的重要性。此外，总结了机器学习在隐身涂料性能预测、材料筛选、结构设计及逆向优化等方面的研究案例。最后，探讨了各领域数据驱动下功能涂料的最新研究，为隐身涂料的智能设计提供参考。
  
探索开发
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  绿色高效长波单组分香豆素基硒鎓盐的合成及性能研究

  项清, 李伦, 刘鹏程, 等

  涂料工业. 2025, 55(3): 19-29. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-348

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  常见硒鎓盐光引发剂吸收波长短，难与 LED光源匹配。基于香豆素骨架，设计并合成了一系列具有不同取代基的香豆素基硒鎓盐，系统探究了这些光引发剂的构效关系。采用紫外 -可见（UV-Vis）分光光度计对所合成光引发剂的紫外吸收特性、光解行为以及光产酸过程进行了研究，利用傅立叶变换红外光谱仪（ FT-IR）对其光聚合动力学性能进行了测试分析，还通过实时核磁共振氢谱（¹H NMR）对目标化合物的光解机理进行了动态监测与解析。结果表明：香豆素基硒鎓盐是一类对紫外及可见光响应的单组分光引发剂，能分别引发丙烯酸单体、环氧单体以及丙烯酸与环氧的杂化体系聚合。在杂化聚合过程中，双键转化率达 75%~85%，环氧官能团转化率为 45%~55%。此项研究结果为长波长高效鎓盐光引发剂的设计提供了新思路。
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  高折光率水性聚氨酯及高光泽水性涂料研究

  张一, 王宁, 乔贞豪, 等

  涂料工业. 2025, 55(3): 30-35. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-330

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  为研究水性聚氨酯折光率对涂膜光泽的影响，以普通含硫小分子二元醇为扩链剂， N，N-二甲基甲酰胺（ DMF）为催化剂，与聚醚多元醇、二异氰酸酯、二羟甲基丙酸反应合成了含硫高折光率的水性聚氨酯。采用激光粒度仪、紫外 -可见分光光度计、阿贝折光仪、光泽度仪、电子万能材料试验机、热重分析仪等对分散体的粒径和涂膜的透光率、折光率、光泽、力学性能、热性能等进行了分析。探究了含硫单体种类及其含量对涂膜折光率与阿贝数的影响，特别是含硫单体含量对薄膜力学性能、热稳定性的影响以及对透光率、光泽等光学性能的影响。结果表明：水性聚氨酯涂膜的折光率随着含硫单体的引入得到提高，并随着含硫单体用量的增加而增加，表现出较为优异的透光率与光泽。
工艺技术
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  改性多硫醇固化剂的合成及其性能研究

  傅陈晨, 李辉, 杨习雨, 等

  涂料工业. 2025, 55(3): 36-41. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-317

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  分别以 γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）和甲基丙烯酸羟丙酯为原料，三乙胺为催化剂，通过硫醇点击反应对四（3-巯基丙酸）季戊四醇酯进行结构改性，得到含有机硅单元和羟丙酯单元的无臭味改性多硫醇固化剂 P（SH）₃-Si和 P（SH）₃-OH。以环氧树脂 E51为主体树脂， 2，4，6-三（二甲胺甲基）苯酚（DMP-30）为促进剂，自制的改性多硫醇固化剂 P（SH）₃-Si和 P（SH）₃-OH以一定比例复配为固化剂，制备了一系列高性能室温快速固化环氧胶黏剂。研究了多硫醇固化剂 P（SH）₃-Si添加量对胶黏剂凝胶时间、黏度、硬度、拉伸强度、剪切拉伸强度和吸水率等性能的影响规律。结果表明：当 P（SH）₃-Si添加量为 10%时，胶黏剂具有最佳的力学性能、黏结性能和耐水性。

  
  
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  含 Si和 Zn丙烯酸酯防火涂层的制备及性能

  李保君, 张顺, 张一达, 等

  涂料工业. 2025, 55(3): 42-48. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-316

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  为了提高光固化丙烯酸酯涂层的防火性能，通过 KH570与水反应合成了超支化含硅树脂（HBPSi）将 HBPSi与丙烯酸羟乙酯-甲苯二异氰酸酯的半加成物（HEA-TDI）反应制备出有紫外光（UV）固化功能，的超支化阻燃预聚物（SMASi）再把 SMASi与金属化合物和环氧丙烯酸酯（EA）进行复配，经 UV固化成涂层。利用傅立叶变换红外光，谱仪表征了产物的结构，通过紫外-可见分光光度计测试了涂层的透光率，并采用极限氧指数仪、热重分析仪、垂直燃烧仪及锥形量热仪对涂层的防火性能进行分析。结果表明：当在 ZnCl₂/EA体系中添加适量的 SMASi，可提高涂层的透光率、残炭率及耐水性；当其添加量为 10%时，成炭率、极限氧指数、垂直燃烧级别及热释放速率均达最佳，分别为 50. 0%、48、V-0和 209 KW/m²，显著降低了涂层的热释放速率，有效改善了涂层的防火性能。制备出的涂层能满足透明膨胀防火涂层的使用要求，在木质文物、家具及古建筑等防火领域具有良好的应用前景。
绿色低碳
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  基于二氧化碳多元醇制备的含氟光固化涂料的性能研究

  谭增辉, 韩泽宇, 魏玮, 等

  涂料工业. 2025, 55(3): 49-56. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-273

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  以二氧化碳多元醇（ PPC2000）、十三氟辛醇（ TFO）、异佛尔酮二异氰酸酯（ IPDI）、丙烯酸羟乙酯（ HEA）为主要原料，合成了聚碳酸亚丙酯型聚氨酯丙烯酸酯（ PPC-IPDI-HEA）和含氟聚氨酯丙烯酸酯（ F-PPC-IPDI-HEA）。并将二者混拼，添加光引发剂、活性稀释剂、消光粉和聚酰胺粉末，制备了一系列含氟光固化涂料。利用傅立叶变换红外光谱仪（ FT-IR）、核磁共振波谱仪（ NMR）对树脂结构进行了表征，并对光固化涂料的双键转化率、吸水率、热稳定性、接触角等进行了测试。结果表明：当光引发剂 1173的用量为 5%时，涂料具有较高的双键转化率（ 92%）、良好的热稳定性、优异的耐化学品性；当含氟聚氨酯丙烯酸酯用量达到 5%时，涂层水接触角达 103 °，十六烷接触角 58 °，吸水率仅为 0. 54%，具有良好的疏油性和耐水性。
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  玉石尾矿粉体的热处理及在水性建筑涂料中应用研究

  王晓燕, 王继梅, 杨洋

  涂料工业. 2025, 55(3): 57-61. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-321

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  为规模化开发和应用天然玉石尾矿大宗材料，充分发挥玉石尾矿的环境功能，以开发建筑室内用水性建筑功能涂料为目标，选择岫岩地区玉石尾矿粉体为原料，探究天然玉石尾矿的安全性和在涂料中的应用性能。以低温热处理高活性的玉石尾矿粉体和未热处理玉石尾矿粉体为填料，制备建筑室内用功能涂料，分析涂料的物理性能、环保性能和抗菌功能。结果表明：低温热处理和未热处理的玉石尾矿粉体与涂料体系具有很好的兼容性，白度、 pH和安全性能够满足建筑涂料标准要求，以 270 ℃热处理玉石尾矿粉体制备的涂料抗菌率达到 99. 9%。
  
应用研究
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  钢厂煤气管道新型涂料的制备及其防腐蚀防结垢机理

  彭程, 龙红明, 汪磊

  涂料工业. 2025, 55(3): 62-68. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-340

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  针对钢厂煤气管道使用过程存在内壁腐蚀和黏结粉尘问题，以气相二氧化硅、碳化硅、胶体石墨、鳞片石墨烯和有机硅聚合物改性液体树脂为原料，采用溶胶-凝胶法制备了有机硅聚合物改性液体树脂-无机填料复合涂料，研究了涂层的润湿性、机械强度、防腐蚀和防结垢性能。结果表明：涂层具有良好的疏水性，表面能为 25. 91 mJ/m²，相比碳钢降低了 41. 58%，水接触角为 120. 1 °；附着力 1级且几乎不受温度变化的影响；经砂纸磨损后，涂层的水接触角仍大于 105 °，展现出良好的耐磨性；在硫酸、盐酸和氯化钠溶液中的最大腐蚀速率分别为 12. 36 mg/（cm².h）、9. 89 mg/（cm2.h）和 2. 55 mg/（cm².h），相比碳钢分别降低了 73%、74%和 83%；同时，涂层能有效抑制 NH₄Cl的结晶黏结。在工业现场煤气管道中进行连续 5个月防腐蚀和防结垢性能应用测试，相比普通碳钢，涂装涂料的管道表面没有出现明显的腐蚀与结垢行为。气相二氧化硅分子在涂层表面形成了具有疏水性的微纳米结构，填料之间相互重叠形成了类似“迷宫”的结构，以及胶体石墨与碳化硅的协同作用是该涂料表现出优异的防腐蚀防结垢性能的机理。
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  用于35 kV 以下配电电缆护套的聚脲修复涂料

  吴钊贤, 朱敏, 陈前锋, 等

  涂料工业. 2025, 55(3): 69-74. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-327

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  在当前的电力传输系统中， 35 kV以下的电力电缆被广泛使用。这些电缆的外层保护结构，即电缆护套，经常会出现局部裂纹和损坏的情况，目前缺乏有效的现场修复技术，导致护套损坏的电缆往往需要整体更换，增加了维护时间和成本。针对这一问题，成功开发了一种满足使用标准的聚脲基涂料，将其直接涂覆在电缆护套的损坏区域，待固化成型后即可完成修复。该涂料具有以下特性：表干时间 ≤1 h，实干时间 ≤12 h；完全固化后，涂层的静态水接触角达到 127 °，拉伸强度达到 21 MPa，且 3 mm厚的击穿电压达到 56 kV，吸水率为 2. 7%，耐人工气候老化 720 h涂层无变化，断裂伸长率为 498%，耐磨性为 20 mg，可用于 35 kV以下配电电缆护套的现场修复。
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  双包层光纤包层用低折射率表面涂层改性及应用研究

  沙伟华, 魏超, 田永丰, 等

  涂料工业. 2025, 55(3): 75-82. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-237

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  为解决双包层光纤包层用低折射率涂层在使用过程中机械强度低、体积收缩率高以及耐高温性能差的问题，以十三氟辛醇、甲基丙烯酸异氰基乙酯、聚己内酯三醇合成了氟改性聚己内酯改性剂，以羟基氟化铝纳米颗粒、含氟端巯基超支化丙烯酸酯等为主要原料，合成了超支化聚酯 -氟化铝改性剂。使用红外光谱、凝胶渗透色谱、 X射线衍射等对其结构、分散状态进行了表征。考察了 2种改性剂对低折射率光纤涂层机械强度、体积收缩率、耐高温性的影响。结果表明： 2种改性剂均成功合成，当氟改性聚己内酯质量分数为 30%、超支化聚酯 -氟化铝质量分数为 4%时，涂层力学性能与耐高温性能增强，体积收缩率降低。通过改性提升了双包层光纤在复杂环境下的使用性能。
科学视点
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  辐射制冷涂料的研究进展

  林昌庆, 林廷睿, 程金龙, 等

  涂料工业. 2025, 55(3): 83-88. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-355

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  辐射制冷涂料的发展对解决全球变暖的问题和减少能源消耗具有重要意义。文中介绍了白色、彩色和透明 3种辐射制冷涂料及其采用的功能材料。分别讨论了白色单涂层和双涂层辐射制冷涂料；介绍了彩色辐射制冷涂料进行着色的 3种策略 ——光致发光、热致变色和结构着色；对透明辐射制冷涂料，讨论了通过采用负载 SiO₂、Al₂O₃、PDMS复合物和纤维素纳米晶等功能材料的透明基底，实现辐射制冷涂层对可见光高透明度的方法。展望了未来辐射制冷涂料在实际应用中的发展方向。