2025年, 第55卷, 第4期　刊出日期：2025-04-01

  

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粉末涂料
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  生物基聚酯树脂的合成及其低温固化性能研究

  许国徽, 许 帅, 汤明麟, 等

  涂料工业. 2025, 55(4): 1-7. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-339

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  为了研究生物基聚酯树脂的合成工艺，并探讨其与环氧体系的低温固化性，采用对苯二甲酸（ TPA）、新戊二醇（ NPG）、生物基单体和偏苯三酸酐（ TMA）为主体，控制酯化反应醇酸比和温度，筛选和调控生物基单体（多元醇、多元酸）的种类和含量，最终合成低温固化粉末涂料用生物基聚酯树脂。采用差示扫描量热仪（DSC）测试其玻璃化转变温度（T_g），凝胶渗透色谱仪（ GPC）测试其相对分子质量，核磁共振波谱仪（¹H NMR）表征其结构；并将合成的聚酯树脂制备成环氧树脂固化粉末涂料，采用 DSC确定涂层固化度，扫描电子显微镜（ SEM）观察其微观结构。结果表明：当酯化温度为 225 ℃，醇酸比为 1. 15，生物基异山梨醇（ BIS）用量为 7%，生物基丙二醇（ BPG）用量为 14%，三羟甲基丙烷（ TMP）用量为 0. 4%，搭配其他单体和助剂，得到的生物基树脂具有较低的黏度、较好贮存稳定性和低色度，且生物基单体占比达到 30%；制备的粉末涂料经过 160 ℃/15 min烘烤固化后，具有优异的流平性、机械性和耐盐雾性；经过 DSC和 SEM分析，所得涂层固化完全且结构致密，附着力良好。
  
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  生物基聚酯树脂的合成及其对碳足迹的影响

  周韦明, 翟春海, 焦金牛, 等

  涂料工业. 2025, 55(4): 8-13. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2025-016

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  为应对石化聚酯树脂原材料种类匮乏和高碳足迹的问题。系统研究了不同生物基单体，如生物基乙二醇、 1，3-丙二醇、 1，2-丙二醇、 1，4-丁二醇、富马酸和丁二酸对聚酯树脂和粉末涂料性能的影响规律，并利用这些规律合成了户内热敏基材用生物基聚酯树脂 SJ3706B和户内消光用生物基聚酯树脂 SJ3B-6B。研究结果显示，生物基树脂的性能和石化基树脂性能接近，部分指标优于石化基聚酯树脂，生物基聚酯树脂的碳足迹显著低于石化基树脂。
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  兼具柔韧性与高硬度超耐候低光粉末涂料用聚酯树脂研究

  廖 萍, 汪 军

  涂料工业. 2025, 55(4): 14-20. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-307

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  为制备机械性能优异的超耐候干混消光粉末涂料，通过设计不同高、低酸值聚酯结构，以改善超耐候低光涂膜的柔韧性和表面硬度。在高酸值聚酯中引入氢化双酚 A（HBPA）并与特定线型多元醇和脂肪族环状多元酸配合使用。同时，在低酸值聚酯中添加 2，2-二甲基 .1，3-丙，二醇羟基特戊酸单酯（ HPN）和脂肪族环状多元酸等单体，并采用长链脂肪酸作为封端剂。结果表明：高、低酸值聚酯搭配制备的粉末涂料在 200 ℃/10 min（TGIC固化剂）条件下固化，涂膜光泽可达 17~25，拥有优异的表面硬度（ 3H）及韧性（ T弯 1T、反冲 50 cm），同时具备出色的耐候性（ 600 h，保光率65%~75%）和耐沸水性（ 10 h，保光率 205. 5%）。
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  金属粉末涂料的二步邦定工艺研究

  贺宇轩, 代江帆, 高祥, 等

  涂料工业. 2025, 55(4): 21-26. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-390

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  针对现有邦定工艺普遍存在金属闪光效果不强和金属闪光稳定性不高等问题，本研究提出二步邦定工艺。将原配方分为 2份：一份提高树与固化剂用量并等比例减少填料等其他组分用量为一步底粉；将减少的填料等其他组分加入另一份并等比例减少树脂和固化剂用量为二步底粉。先将金属颜料与高树脂配方底粉 65 ℃进行第 1步邦定，再与低树脂配方底粉混合后 65 ℃进行第 2步邦定。结果表明：该工艺通过调控树脂固化剂比例与邦定条件，显著提升了金属稳定性。与 2次 65 ℃常规邦定工艺相比，二步邦定制备的样板在不同喷涂条件下 .E平均值降低 26%，显微镜下金属面积占比提升 40%，有效增强金属闪光效果。该研究为优化金属粉末涂料邦定工艺提供了新的改进思路。
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  彩色耐高温粉末涂料保色性能研究

  吴白雪, 杨 璠, 邹良木, 等

  涂料工业. 2025, 55(4): 27-31. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-381

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  针对市场对高温环境下彩色涂装产品需求的日益增长，以环氧树脂和有机硅树脂为基料，对颜料种类、颜料含量、热稳定剂和有机硅树脂含量进行了优化，成功研制了一种新型彩色耐高温粉末涂料。测试结果表明：在 400 ℃的高温以及直接火焰的极端条件下，涂层仍具有出色的颜色稳定性和完整性，没有发生粉化或裂纹。这项技术不仅满足了工业领域对耐高温产品性能的严格要求，还通过提供多样化的外观设计选项，增强了产品的市场竞争力和视觉吸引力。
探索开发
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  基于双功能微胶囊的自修复超疏水防腐阻垢涂层

  陈柽浩, 金子钰, 房云涛, 等

  涂料工业. 2025, 55(4): 32-38. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-376

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  针对传统油井管涂层苛刻工况下存在的腐蚀、结垢问题，通过界面聚合法分别制备了负载羟基氟硅油和乙二胺四乙酸锌钠的 2种微胶囊（MC）并引入碳纳米纤维（CNF）构建立体网状结构，利用喷涂法制备自修复超疏水聚偏氟乙烯（ PVDF）/氟硅树，脂（ FSR）/MCs/CNF涂层。通过低表面能和网状结构的协同作用捕获气膜，在水 /涂层界面有效抑制腐蚀性离子的渗透和 CaCO₃垢核的形成。此外，微胶囊分别赋予涂层自修复和螯合成垢离子的能力，使涂层防腐阻垢性能进一步提升。涂层使铝板结垢量减少 0. 205 mg/cm²，腐蚀电位和腐蚀电流密度降至 0. 051 V和 1. 15×10^-9 A/cm²。该涂层还
  具备良好的耐磨、化学稳定性和自清洁性，分别经过 250次磨损循环和 UV照射 72 h始终保持超疏水性， 100次污染循环始终保持原始的清洁度。该涂层可以满足油井管等苛刻条件下的防腐阻垢需求。
  
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  铈盐/单宁酸改性硅烷钝化-树脂封闭对热镀锌钢耐蚀性能的影响

  张天源, 沈剑, 杨乐庭, 等

  涂料工业. 2025, 55(4): 39-46. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-349

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  为绿色高效提升镀锌钢的耐腐蚀性能，在热镀锌钢表面先进行铈盐 /单宁酸改性硅烷钝化，再进行环氧树脂及氨基树脂封闭，并研究了样品的耐腐蚀性能及腐蚀机理。通过电化学试验和中性盐雾试验测试了材料的耐腐蚀性能，采用带有能谱仪附件的扫描电子显微镜（ SEM-EDS）研究了材料的成分及微观形貌。结果表明，铈盐 /单宁酸改性硅烷钝化 -环氧树脂封闭样品的耐腐蚀性能最好，频率为 10^-2 Hz时阻抗模值达到 10^{7. 5} Ω·cm2以上，极化电阻可达 345 303 Ω·cm²，防腐效率达 99. 98%；样品在中性盐雾试验 48 h后表面几乎没有发生腐蚀； SEM-EDS结果表明，样品的表面缺陷很少。文中实验条件下环氧树脂封闭的耐腐蚀表现优于环氧树脂 +氨基树脂封闭，铈盐和单宁酸的存在可以生成氧化铈等成分阻止材料进一步腐蚀，并且有助于树脂与镀锌钢板的结合，提升了材料耐腐蚀性。这种钝化方式的防腐机理主要是结合树脂的屏蔽作用、铈离子的成膜性能以及单宁酸与阳离子结合，是一种符合环保要求的性能优异的钝化方式。
  

  
  
工艺技术
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  填料复配热致可逆变色涂层的光谱性能调控

  关文勋, 程冠之, 李旺, 等

  涂料工业. 2025, 55(4): 47-53. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-374

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  针对常规控温涂层在复杂温度环境下响应性不足的问题，采用自制可逆变色微胶囊与填料复配制备了具有热致可逆变色效果的控温涂层体系，采用太阳光反射率测试仪、紫外 -可见 -近红外分光光度计、扫描电子显微镜、导热系数测定仪、万用试验机、高低温试验箱和紫外老化试验箱等研究了涂层的太阳光调制性能、导热系数、力学性能、附着力和耐久性等。结果表明：中空玻璃微珠可以通过增强近红外光的吸收及耗散作用提升热致变色涂层的太阳光调制性能，经配方及膜厚优化后，涂层的太阳光调制性能可达到 0. 326，拉伸强度可达 6. 6 MPa，附着力可达 6. 5 MPa，综合性能优异。经过 200次温变循环或 1 000 h人工紫外加速老化后，涂层太阳光调制性能衰减率 <10%，涂层耐久性较好，适用于复杂温度环境下建筑结构的长期控温。
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  高耐候聚氨酯/TiO₂-水泥复合防水涂料的制备及性能研究

  崔灿, 韩光明, 刘倩, 等

  涂料工业. 2025, 55(4): 54-59. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-372

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  为了提高聚氨酯水泥防水涂料的耐候性，在优化聚氨酯水泥防水涂料配方基础上引入 TiO₂作为功能性添加剂，研制了新型的高耐候聚氨酯/TiO₂-水泥复合防水涂料，探究了 TiO₂添加量对涂层耐候性和吸水率等的影响。通过扫描电子显微镜对聚氨酯/TiO₂-水泥复合防水涂层微观形貌进行表征，并系统测试了涂层经过紫外线、碱溶液、高温处理前后的拉伸性能以及涂层的低温柔性、不透水性、吸水率等。结果表明：聚氨酯/TiO₂-水泥复合防水涂料各项性能满足 GB/T 23445—2009要求，当 TiO₂质量分数为 0. 4%时，聚氨酯/TiO₂-水泥复合防水涂料表现出最佳的耐紫外老化性，拉伸强度保持率达 117. 7%，断裂伸长率保持率为 76. 2%，同时还展现出良好的耐碱老化性、耐热老化性、低温柔性、不透水性以及低吸水率。制备的聚氨酯/TiO₂-水泥复合防水涂料相较聚氨酯水泥防水涂料，耐候性提升，在户外防水领域具有潜在的应用前景。
  

  
  
绿色低碳
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  近红外光固化丙烯酸酯防腐涂料的制备及性能研究

  张玉卿, 解 旭, 刘 仁, 等

  涂料工业. 2025, 55(4): 60-67. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-344

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  为制备具有优异附着力和防腐性能的光固化金属防腐涂层，采用近红外光（NIR）诱导上转换粒子辅助光聚合制备了光固化防腐涂层。探究了 NIR固化体系的固化条件、涂层固化行为以及不同官能度活性稀释剂所得涂层的附着力和防腐性能。结果表明：当光引发剂添加量为 2%、上转换纳米粒子（UCPs）添加量为 4%、NIR功率密度为 30 W/cm²时，聚合速率最快且双键转化率最高。相比于 UV固化体系，NIR固化体系的表面/底面双键转化率均可达到 90%，还能够提高凝胶点双键转化率，有利于降低固化收缩应力，从而提升涂层的附着力及耐腐蚀性。使用单官活性稀释剂的涂层表现出最高的附着力，具有良好的防腐性能。NIR固化为制备绿色环保高性能防腐涂层提供了一种新策略，有望在金属防腐涂层领域取得更广泛的应用。
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  UV/热双重固化改性磺酸型水性聚氨酯涂料的制备及性能研究

  王浩宇, 杜 鹃, 罗 艳

  涂料工业. 2025, 55(4): 68-74. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-331

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  为满足聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基材上涂层的硬度要求以及避免添加胺类中和剂，以二异氰酸酯、磺酸盐多元醇等为原料，合成过程中引入双键和环氧基团，制备了可 UV/热双重固化的改性磺酸型水性聚氨酯（SWPU）乳液。通过红外光谱仪（FT-IR）进行了结构表征，并探究了 R值（异氰酸酯基与羟基的物质的量比）和磺酸盐多元醇用量对 SWPU分散体粒径，胶膜的力学性能、水接触角、吸水率和热稳定性以及涂层性能的影响。结果表明：随着 R值的增加，分散体粒径逐渐增大，涂层硬度提升，当 R值为 1. 6时，涂层硬度高且分散体性能相对稳定。而随着磺酸盐基团含量上升，分散体粒径逐渐下降，当磺酸盐多元醇含量为 6%时，固化后涂层硬度达到 3H，柔韧性 1 mm，附着力 0级，涂层水接触角为 68. 2°，吸水率为 8. 85%，同时胶膜也具备良好的力学性能及热稳定性。所制备的改性磺酸型水性聚氨酯涂料能够满足目标应用需求。
应用研究
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  水性双组分环氧涂料在水性防锈剂残留基材上的应用研究

  吴炳贤, 王荣芳, 姚煌, 等

  涂料工业. 2025, 55(4): 75-80. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-256

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  针对金属基材表面残留的水性防锈剂引起后续涂装质量下降的问题，研制一种在水性防锈剂残留基材上具有良好涂层外观和性能的水性双组分环氧涂料，研究了水性环氧树脂、润湿剂、助溶剂和功能填料的选择对涂层性能与外观的影响。结果表明：水溶性环氧树脂 YPWE-406A和丙烯酸杂化环氧乳液 AEH-20按照质量比 1∶3复配，制备的环氧涂料润湿性好、表干速度快。通过添加 0. 2%两亲性硅氧烷类润湿剂 HOS 2413、0. 4%非离子型炔二醇类润湿剂 Dynol-607和 6%混合溶剂（异丙醇、丙二醇丁醚和二丙二醇丁醚质量比为 1∶1∶1），能够进一步降低涂料表面张力、提高表干速度和改善成膜性能，制备的环氧涂层在防锈剂残留基材上无印痕，附着力达到 0级，耐中性盐雾性达到 480 h。同时，添加片状填料滑石粉或云母粉可以改善涂层在防锈剂残留基材上的外观和性能。
  

  
  
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  超亲水防雨自清洁纳米溶胶涂层的制备及其应用研究

  张 凯, 李 菁, 冯 凯, 等

  涂料工业. 2025, 55(4): 81-88. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-341

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  针对户外传感、监控装置容易黏附雨滴及灰尘，影响其数据采集精度及准确性的问题，通过水解法制备了 TiO₂和 Al₂O₃纳米溶胶，并将两者按照一定比例混合，涂覆在透明基底上，得到 TiO₂-Al₂O₃复合纳米溶胶涂层。结果表明：该涂层的水接触角为 7. 4°，显示出超亲水性和明显的减反射效果；此外，该涂层具有耐水冲洗、抗静电、水下自清洁的效果；放置于户外 1个月，其超亲水性几乎不发生变化，显示出良好的耐候性；经过盐城港大丰港区 90 d的盐海户外环境验证，涂层展现明显的自清洁效果，具有一定的应用价值。