2025年, 第55卷, 第9期　刊出日期：2025-09-01

  

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探索开发
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  基于DSC 数据建模和TTT 图的双组分水性环氧树脂固化动力学研究

  胡东波, 胡 中, 孙家娣, 等

  涂料工业. 2025, 55(9): 1-6. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2025-115

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  【目的】研究水性环氧胺体系固化过程热动力学，建立更加精确的水性环氧胺体系固化热动力学模型，对水性环氧涂料配方设计提供指导。【方法】基于双组分水性环氧树脂固化 DSC测试数据和 KS模型，引入WLF方程扩散修正，建立了 KS&diffusion（以下简称 diff）热动力学模型；进一步结合 KS&diff模型和 DSC等温测试，绘制该水性环氧树脂固化 TTT（等温转变曲线）图。【结果】 KS&diff模型对水性环氧胺固化热动力学模拟程度达到 97. 8%，等温测试得到的固化程度与模拟固化程度较为接近，绘制的 TTT图中预测的结果与涂层的耐湿热性能具有一致性。【结论】 KS&diff模型可以较好地模拟水性环氧胺体系固化热动力学过程，对水性环氧涂料配方设计具有指导作用。
  
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  基于双组分微胶囊的损伤自预警与自修复防腐涂层

  薛腾, 孙聪, 程莉, 等

  涂料工业. 2025, 55(9): 7-13. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2025-163

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  【目的】针对传统防腐涂层在苛刻环境下易损伤失效的问题，设计了一种兼具损伤可视化自预警与自修复功能的防腐涂层。【方法】通过溶剂蒸发法制备乙基纤维素核壳微胶囊，包封预警剂荧光素钠与修复剂亚麻籽油。将微胶囊与环氧树脂复合，制得损伤自预警自修复防腐涂层。当涂层受到机械损伤时，微胶囊外壳因应力集中发生破裂，基于聚集诱导荧光淬灭效应，释放的荧光素钠在潮湿环境中因浓度降低发出黄绿色荧光预警损伤。同步释放的亚麻籽油经氧化交联形成致密填充层实现损伤修复。【结果】通过扫描电子显微镜（SEM）观察到微胶囊具有明显的核壳结构，能够有效包封荧光素钠和亚麻籽油。荧光光谱测试表明，复合涂层破损区域荧光强度较完整区域提高约 60%。涂层划伤测试显示，宽度约 14 μm的划痕 1h后成功闭合。电化学阻抗谱显示，复合涂层在 3. 5%NaCl溶液中浸泡 75 d后，低频阻抗模值（ |Z|_f=0. 01 Hz）仍能达到 3. 15×10⁹ Ω·cm²，表明所制备涂层具有长效防腐性能。【结论】研究构建了“损伤感知 -可视化预警 -原位修复”一体化防腐涂层，在船舶、桥梁、海洋平台等苛刻服役环境下的金属装备防腐与服役状态监测方面具有广阔的应用前景。
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  聚吡咯功能化石墨烯增强丙烯酸聚氨酯涂料的耐腐蚀性

  都俐俐, 安永生, 陈智杰, 等

  涂料工业. 2025, 55(9): 14-20. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2025-159

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  【目的】解决丙烯酸聚氨酯涂层缺陷或局部破损后，涂层快速失效问题。【方法】使用一锅法制备了聚吡咯（ PPy）改性十六烷基三甲基溴化铵（ CTAB）修饰的石墨烯粉末（ Gr-PPy），并将其应用于丙烯酸聚氨酯防腐涂层。通过扫描电镜（ SEM）、拉曼光谱仪和傅立叶变换红外光谱仪（ FT-IR）分析 Gr-PPy纳米颗粒的微观结构和组成，并用电化学阻抗谱和中性盐雾试验评估涂层的耐腐蚀性。【结果】添加 Gr-PPy的丙烯酸聚氨酯涂层（PPY）耐腐蚀性显著提升。其中 PPY3涂层耐腐蚀性最佳，在 3. 5%NaCl溶液中浸泡 42 d后，其低频（ 0. 01 Hz）阻抗模值为 5. 3×10¹⁰ Ω·cm²在 672 h中性盐雾试验后腐蚀情况最轻微。【结论】 PPY3涂层优异的防腐性能归因于抗渗透的石墨烯片的物理屏，障和 PPy的钝化作用。
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  高焓值聚氨酯相变材料分子设计与储热调控

  杨礼德, 康明辉, 贺国文, 等

  涂料工业. 2025, 55(9): 21-28. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2025-151

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  【目的】解决传统相变材料在太阳能存储、余热回收、建筑节能及电子器件热管理等领域应用时普遍存在的“渗漏失效 -热循环不稳定 -储热密度低”问题。【方法】创新性地提出基于结构调控的聚氨酯固 -固相变材料（ PUPCM）分子设计策略：（1）采用六亚甲基二异氰酸酯（ HDI）/尿素与聚乙二醇（ PEG）嵌段共聚，构建线型 PUPCM（L-PUPCM）；（2）利用三苯基甲烷三异氰酸酯（ TTI）与 PEG交联反应，形成三维网络型 PUPCM（C-PUPCM）。通过调控原料配比（线型体系 PEG、HDI和 Urea物质的量比为 1∶2. 2∶0. 2，交联体系 TTI和 PEG物质的量比为 1∶2. 2）及 PEG相对分子质量，系统探究了材料结构与储热性能的构效关系。【结果】 DSC测试表明，线型结构的相变焓达 157. 8 J/g，交联结构相变焓为 125. 3 J/g，均表现出优异相变潜热。傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR）分析证实， 2种材料均实现了 PEG相变单元的高效固定，且交联结构展现出更优的尺寸稳定性。【结论】该研究为发展高焓值、高稳定性的固 -固相变材料提供了新的分子设计策略。
  
工艺技术
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  基于线性水解树脂的自抛光防污涂料的制备与性能研究

  刘术辉, 张凯, 王效军, 等

  涂料工业. 2025, 55(9): 29-34. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2025-164

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  【目的】制备一种具有可控水解能力的丙烯酸硅烷酯树脂，实现防污剂在涂层中的稳定释放，提升自抛光防污涂料的长效防污性能。【方法】在常规丙烯酸硅烷酯树脂的合成路线中引入丙烯酸异冰片酯单体，成功制备了线性水解丙烯酸硅烷酯树脂，对比其与常规丙烯酸硅烷酯树脂在水解速率上的差异。基于线性水解丙烯酸硅烷酯树脂和有机硼防污剂制备了自抛光防污涂料，探究了树脂含量变化对涂料防污性能的影响。【结果】线性水解丙烯酸硅烷酯树脂的抛光速率在 6周期测试中始终稳定在（ 3±1）μm/月，与常规丙烯酸硅烷酯树脂相比表现出良好的水解稳定性。当涂料中的线性水解丙烯酸硅烷酯树脂含量为 32%时，其防污性能最佳，同时兼具良好的基础性能和配套性能。【结论】线性水解丙烯酸硅烷酯树脂有效增强了自抛光涂料的防污性能，使其能够为船舶、海上钻井平台等海洋设施提供长效污损防护。
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  聚醚改性 SiO₂杂化聚丙烯酸酯超亲水涂层的构筑及其性能研究

  邵宇恒, 郭丽媛, 戴年冰, 等

  涂料工业. 2025, 55(9): 35-41. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2025-105

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  【目的】改善光伏玻璃表面易受环境磨损，同时因温差变化导致水蒸气凝结起雾等问题。【方法】通过硅氢化加成反应合成亲水性硅烷单体（ F6-TMS），将其与正硅酸乙酯水解缩聚制得亲水性纳米粒子（F6@SiO₂）。再以烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚及丙烯酸酯类单体为原料通过种子乳液聚合法制得亲水性丙烯酸树脂乳液（ WPA）。将二者复合焙烧后构筑得到纳米粒子杂化超亲水涂层（ F6@SiO₂-WPA）。通过 FT-IR、 SEM等对纳米粒子及树脂结构进行表征，并对涂层的润湿性、耐磨性、透过率及防雾性进行测试。【结果】 F6@SiO₂质量分数为 30%时，构筑的超亲水涂层水接触角为 3. 3°，循环摩擦 600次后水接触角仍保持在 10°以下，整体呈超亲水状态；涂层透光率为 93. 1%，相比空白玻璃提升 3. 8%，表现明显增透效果。放置 30 d，涂层的防雾等级仍为 0级，超亲水涂层整体展现出优良的防雾性和持久性。【结论】 F6@SiO₂-WPA为光伏玻璃用增透防雾超亲水涂层领域提供了新的解决思路。
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  厚浆型水性环氧云铁中间漆的制备

  张 涛, 刘宏宇, 彭延泉

  涂料工业. 2025, 55(9): 42-48. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2025-092

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  【目的】提高涂装效率、节省涂装成本，满足钢结构涂装行业对水性环氧涂料一次施工干膜厚度的更高要求。【方法】通过对水性环氧固化剂、水性环氧乳液和流变助剂的筛选，制备了一种厚浆型水性环氧云铁中间漆，重点考察了涂层抗流挂性、耐中性盐雾性、拉开法附着力和连续冷凝试验，并用失质量法测试了不同温度和湿膜厚度下水分挥发率以获得最佳涂装环境条件。【结果】研制的水性环氧云铁中间漆一次施工湿膜流挂膜厚达 425 μm，配套涂层耐中性盐雾 2 280 h，拉开法附着力达到 7 MPa，连续冷凝试验 504 h。【结论】配套涂层的性能达到 HG/T 5176—2017《钢结构用水性防腐涂料》大气腐蚀等级 C4（H）的要求，为高性能水性环氧中间漆的工业化应用提供了可靠的解决方案。
绿色低碳
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  基于生物基二元胺的聚氨酯-脲丙烯酸酯的合成与性能研究

  皮峻逸, 童杰祥, 谢素斌, 等

  涂料工业. 2025, 55(9): 49-55. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2025-100

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  【目的】为了兼顾长碳链改性光固化涂层疏水性和硬度，制备了一种长碳链聚氨酯 -脲丙烯酸酯。【方法】首先通过丙烯酸羟乙酯与异佛尔酮二异氰酸酯反应制备中间体，再与生物基二聚二胺（ Priamine 1074和 Priamine1071）反应合成了聚氨酯 -脲丙烯酸酯（ PUUA-1074和 PUUA-1071）。使用傅立叶变换红外光谱仪和核磁共振波谱仪验证了产物结构。【结果】由此制备的生物基 PUUA涂层吸水率降至 1%以下，表现出优异的疏水性。 PUUA-1074展现了更优的综合性能，盐雾试验 600 h后涂层表面未出现点蚀或起泡现象。同时，得益于脲基的氢键增强作用， PUUA-1074固化膜兼具了良好的拉伸强度（ 40. 9 MPa）和表面硬度（铅笔硬度 F）。【结论】引入脲基能够改善长碳链改性光固化涂层的硬度。
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  环保型生物基印花胶浆用水性聚氨酯分散体的制备及其应用研究

  田超, 卢杰宏, 赵文爱, 等

  涂料工业. 2025, 55(9): 56-61. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2025-089

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  【目的】探索生物基材料在水性聚氨酯领域的应用潜力，降低对石油基产品的依赖。【方法】以聚三亚甲基醚二醇（PO3G）、聚碳酸酯二醇（PCDL）、二羟甲基丙酸（DMPA）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为主要原料，制备出一系列固含量为 50%的生物基水性聚氨酯分散体，并将其制备成印花胶浆进行印花性能测试。采用红外光谱仪表征产物结构，探讨了 PCDL用量对分散体的稳定性及胶膜热力学性能、力学性能、水接触角、印花性能等的影响。【结果】随着 PCDL用量的增加，胶膜的断裂伸长率降低，力学性能逐渐提升。当 PCDL与 PO3G质量分别为 40 g和 80 g时，涂层表面的水接触角提高到 83. 9°，XRD测试结果表明其为无定形聚合物，同时在印花测试中，布板的皂洗牢度有较大提升。【结论】该研究证明生物基替代石油基产品的可行性，为生物基水性聚氨酯在印花领域的应用提供理论支撑。
应用研究
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  动态服役环境快速固化天门冬氨酸复合聚氨酯耐候面漆的制备

  康瑞瑞, 陈财洋, 王健军, 等

  涂料工业. 2025, 55(9): 62-68. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2025-117

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  【目的】针对动态服役环境中钢结构涂层因振动、温差形变等因素导致的早期开裂与脱落问题，开发一种兼具快速固化、高耐候性和动态抗疲劳性能的天门冬氨酸复合聚氨酯面漆，以提升钢结构设施在恶劣环境下的长效防护能力。【方法】通过系统研究树脂体系（羟基丙烯酸与天门冬氨酸树脂复配）、固化剂类型及颜料体积浓度（PVC）对涂层性能的影响，优化成膜物配比与工艺参数，制备高性能复合涂层。采用拉伸测试、 UV老化试验、耐温变循环及振动疲劳复合试验评估其力学性能、耐候性和动态抗疲劳性能。【结果】当羟基丙烯酸与天门冬氨酸树脂质量比为 1∶1、PVC为 0. 20时，涂层表现出最佳综合性能：45 ℃烘烤 1h即可实干，拉伸强度达 7. 3 MPa，断裂伸长率 140%；经 UVB 2 000 h老化后粉化等级为 0级，失光率 54. 6%；在耐温变循环（20次）加 1 000万次振动疲劳复合试验后无开裂脱落。【结论】该天门冬氨酸复合聚氨酯面漆具有快速固化及力学性能、耐候性、动态抗疲劳性优异的特点，可显著提升钢结构在温差与振动环境下的服役寿命，为动态服役设施的长效防护提供了新方案。
  
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  一步水热法制备 AZ91D镁合金表面硅酸盐复合涂层

  赵守龙, 江敏, 朱继元

  涂料工业. 2025, 55(9): 69-75. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2025-120

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  【目的】提升镁合金的耐腐蚀性。【方法】采用一步水热法在 AZ91D镁合金表面构建了底层为氢氧化镁，表层为硅酸盐（ CaSiO₃）的复合涂层，并系统研究了反应条件对涂层结构与性能的影响。通过调控水热反应温度与时间，确定了最优制备参数。结合极化曲线、电化学阻抗谱（ EIS）及浸泡失质量测试对涂层性能进行了综合评估。【结果】所制备涂层在不同反应条件下均显著提升了基体的耐腐蚀性，最佳样品的腐蚀电流密度相比裸合金降低了约 4个数量级，并在长时间腐蚀环境中保持稳定结构，表现出优异的耐腐蚀性。【结论】该水热涂层策略为镁合金表面防护提供了一种绿色、高效的可行途径。
科学视点
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  梯度自分层涂层体系的相分离理论及其设计策略

  姜立萍, 魏惠荣, 牛 腾, 等

  涂料工业. 2025, 55(9): 76-82. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2025-125

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  【目的/意义】通过系统梳理自分层涂料相分离理论、设计策略及现存瓶颈，为该领域技术突破提供理论与实践基础，拓展新兴领域应用场景。【分析/评论/进展】系统阐述了自分层涂料的相分离理论，包括密度梯度驱动理论、Flory-Huggins理论、Hansen溶解度理论、表面能关系理论等；深入探讨了体系设计策略，涉及不同树脂组合、溶剂体系复配、颜填料选择、助剂添加、工艺参数调控及多功能性协同效应等；指出当前技术在规模化生产、涂膜稳定性、结构和性能精准调控等方面存在的瓶颈。【结论/展望】基于相分离理论设计合成的自分层涂料，兼具多层结构优势，却面临生产工艺复杂、涂层稳定性不足等瓶颈。未来需深化理论研究、优化制备工艺，拓展其在多功能集成及智能化等领域的应用，推动工业化进程。
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  输油管道防蜡涂层技术研究进展

  吕 智, 王俊磊, 叶 泛, 等

  涂料工业. 2025, 55(9): 83-88. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2025-123

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  【目的 /意义】防蜡涂层是抑制蜡沉积的关键技术之一，其机理研究与工程应用备受关注。【分析 /评论/进展】简单介绍了经典和新兴蜡沉积机制，综述了防蜡涂层技术进展，系统分析了防蜡涂层的技术特征。低表面能涂层通过降低界面能抑制蜡黏附，但机械耐久性不足；超亲水涂层借助动态水膜形成物理屏障，其性能易受原油含水率波动影响；仿生超双疏涂层融合微纳分级结构与低表面能特性，兼具抗沉积与多功能优势。然而，现有技术仍存在长效防护稳定性弱、复杂工况适应性差及制备成本高等瓶颈。【结论 /展望】未来研究应聚焦于开发具有自修复特性的智能涂层材料，优化表面微结构设计与环境响应机制，同时探索低成本制造工艺。技术突破将推动防蜡涂层在油气输送领域的工程化应用，为管道流动安全保障提供创新解决方案。