绑定机构
扫描成功 请在APP上操作
打开万方数据APP,点击右上角"扫一扫",扫描二维码即可将您登录的个人账号与机构账号绑定,绑定后您可在APP上享有机构权限,如需更换机构账号,可到个人中心解绑。
欢迎的朋友
万方知识发现服务平台
获取范围
  • 1 / 100
  (已选择0条) 清除 结果分析
找到 2731 条结果
[硕士论文] 李亚洲
材料工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:自石墨烯发现以来备受瞩目,并且其生产已经达到规模化、产业化,根据石墨烯层数主要可以分为单层石墨烯、双层石墨烯和少层石墨烯。石墨烯的优异性能:高强度(110GPa)、电子迁移率高(200000cm2/V·S),导热率高(3000~5000W/m·K)、比表面积大(2630m2/g)等。虽然相比较其他国家来说,我国的石墨烯复合产品较少,综合应用方面也相对落后,但是石墨烯这些优异的性能仍使得石墨烯在能源化工、电子元件、生物医药和航空航天等领域逐渐的发展起来。
  随着国家对“资源节约型、环境友好型”的环保政策提出,在涂料行业中,由于粉末涂料环保无污染的特点,受到人们的关注。粉末涂料是新型全固体粉末状涂料,它的特点是不含溶剂、没有污染、可以回收利用、生态环保、节约资源、可循环利用等。为使材料适应各种特殊场所,例如防火、防水、防静电、导电、发光、耐高温等条件,粉末涂料功能化生产应用有着巨大的潜力。
  本文利用石墨烯的优异性能,对高分子粉末涂料进行功能化。主要研究工作以及取得的成果如下:
  (1)利用机械剥离法制备石墨烯。本文中的石墨烯是利用一种新型绿色的机械剥离方法制备得到。主要步骤是在合金板上生长超硬微粒制得剪切工具,利用剪切力把石墨磷片剥离,后续在有机溶剂中超声分离,取上层液可得到石墨烯。整个过程没有废液产生,对环境零污染。并对所得石墨烯进行表征分析。
  (2)机械剥离Ti3SiC2和Ti3AlC2制备MXene,并用HF刻蚀Ti3AlC2,通过表征手段测试结果,对比两种方法制备二维纳米材料的特点。
  (3)石墨烯增强涂料的性能,分析研究了石墨烯添加量对纯聚酯涂料和环氧聚酯涂料抗压强度影响,涂层厚度对涂料性能的影响,以及涂料的硬度、光泽度、耐腐蚀性等性能。
[硕士论文] 温庆昶
化学工程 北京化工大学 2018(学位年度)
摘要:室内潮湿环境的细菌滋生问题引起了人们对健康的高度重视,抗菌涂料是诸多措施中较为经济且有效的办法,传统的抗菌涂料毒性大,使用周期短。因此,开发一种安全、高效、长久抗菌的抗菌涂料是当前的研究热点。
  本文把具有核壳结构的纳米Ag@SiO2抗菌剂加入到环保水性丙烯酸涂料中,并选用相容性较好的环氧底漆共同构建抑菌防腐涂层体系,研究了抑菌防腐涂层中最佳抗菌剂浓度;采用模拟环境加速实验方法,研究了抑菌防腐涂层体系的抗菌性能和防腐性能的变化,并探讨了功能涂层的抗菌机理和腐蚀机理,取得了下列研究成果。
  实验结果表明:丙烯酸面漆中纳米Ag@SiO2抗菌剂浓度达到283ppm,涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率达到100%,并且纳米Ag@SiO2抗菌剂的加入提高了丙烯酸涂料的分散性,使抑菌防腐涂层的表面形貌更加平整,有效地改善了涂层的防腐性能;针对在海洋大气环境中的应用,采用盐雾试验、湿热试验、温度冲击试验技术,对抑菌防腐涂层进行环境模拟加速试验,发现当抑菌防腐涂层体系经过盐雾加速600h、湿热240h、温度冲击10次循环试验后,涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌杀菌率仍然保持100%。表明加速试验后抑菌防腐涂层体系抗菌性能仍具有持久性。同时电化学阻抗研究也表明:虽然抑菌防腐涂层体系的阻抗模值均有减小,但是涂层体系的耐蚀性能保持较好,说明了纳米Ag@SiO2抗菌剂的加入使涂层具备抗菌性能,同时对涂层的耐蚀性能没有影响。
  研究表明,抑菌防腐涂层在通氧和除氧水中,其银离子释放浓度随着时间均逐渐增加。比较而言,在富氧水中的银离子浓度增加较快且高于除氧环境。当浸泡时长达到90d时,在通氧水中的释放量要比除氧水中释放量高出三倍以上。这是由于含氧水通过涂层表面孔道进入二氧化硅核壳结构的内部,单质银发生氧化反应失去电子而变成Ag+,同时氧发生还原反应,与水进行结合生成OH-。在这种情况下,二氧化硅核壳内部Ag+浓度增大,从孔扩散出去;同时傅里叶红外测试表明,抑菌防腐涂层中的腐蚀微观机理主要是由于丙烯酸涂料中酯基的大量断裂,生成了羧酸盐类,进行导致涂层的失效。
[硕士论文] 李成
化学工程与技术 北京化工大学 2018(学位年度)
摘要:水性环氧树脂具有比油性环氧树脂更低的VOC含量,且用水作分散介质,不会污染环境,符合国家可持续发展战略。但是水性环氧树脂成膜性和耐水性差,对氧气和水分子等腐蚀性介质的屏蔽效果不好,严重限制了其应用。石墨烯是新兴的二维纳米材料,将其作为纳米填料能够克服水性涂料存在的一些问题,在防腐领域具有较好的应用前景。本论文对比研究了氧化石墨烯、石墨烯和混合石墨烯分散液及石墨烯粉体在水性环氧树脂防腐涂料中的应用技术与效果,研究结果对石墨烯在水性防腐涂料中的应用有较大意义,具体如下:
  (1)采用本课题组发明的超重力法制备石墨烯技术制备石墨烯(R-RGO)悬浮液和氧化石墨烯(R-GO)悬浮液,用共混浓缩法制备石墨烯/水性环氧树脂复合涂料。由极化曲线分析发现,水性环氧树脂(WEP)保护效率(η)只有82.1%,氧化石墨烯/水性环氧树脂(1%R-GO/EP)和石墨烯/水性环氧树脂(1%R-RGO/EP)的η分别达到99.5%和99.9%。EIS的分析结果进一步验证了上述结论。WEP与NaCl溶液的接触角53.1°,1%R-GO/EP与NaCl溶液的接触角减小到45°,1%R-RGO/EP与NaCl溶液的接触角达到106.9°,涂层呈疏水性。WEP耐盐水测试41天后,涂层开始起泡脱落,R-GO/EP测试84天后观察到基底被腐蚀,R-RGO/EP测试135天后观察到涂层脱落、基底腐蚀等情况。还原氧化石墨烯能够增强水性环氧树脂涂料的防腐性能,其机理为:第一,石墨烯能够填补WEP在固化时形成的孔洞,增强致密性;第二,还原氧化石墨烯增大了NaCl溶液与涂层的接触角,涂层表面形成疏水层;第三,还原氧化石墨烯具有较好的导电性,可以将金属表面发生腐蚀产生的电子传递到涂层外部,涂层外的OH-和Cl-无法与金属接触发生腐蚀;最后,还原氧化石墨烯延长了腐蚀介质进入到基底的路径。
  (2)采用本课题组发明的定转子高速剪切法(HRSM)制备石墨烯技术制备混合石墨烯(MG)悬浮液,对混合石墨烯在水性环氧树脂防腐涂料中的应用进行了研究。SEM图可观察到石墨烯在WEP中分散较好;涂层的腐蚀电流(Icorr)小了两个数量级,腐蚀电压(Ecoor)提升了52%。复合涂料与NaCl溶液的最大接触角可达103°,形成疏水涂层;虽然采用HRSM制备石墨烯(H-G)的电导率是R-RGO的300多倍,但是对涂层的防腐性能影响不大,表明导电率对防腐性能不起决定作用。
  (3)对石墨烯粉体在水性环氧树脂涂料中的分散工艺进行了研究。LS作为分散剂可以将超重力氧化还原法制备的还原氧化石墨烯分散到水性环氧树脂A组分,超声3h可得石墨烯分散较好的复合涂料。涂层附着力和硬度测试表明分散剂对复合涂料的物理性能没有任何影响。对比了几种分散剂的性能,LS的分散效果最好。含有1%石墨烯粉体的水性环氧树脂复合涂料涂料的Ecorr提升了57.8%,Icorr降低了三个数量级。
[硕士论文] 王琨
材料科学与工程 北京化工大学 2018(学位年度)
摘要:近来,有机硅材料因为其优越的性能受到材料研究领域的广泛关注,将其水性化或者通过特殊合成方法设计,实现与其它有机水性树脂的复合,所制备的含硅乳液兼具环保性能和应用性能,在抗沾污、自修复以及增韧改性剂等领域有重要的研究价值和应用前景。本论文从基础的八甲基环四硅氧烷(D4)的离子开环乳液合成研究出发,选用不同的有机硅氧烷进行新的粒子设计,制备复合型有机硅氧烷乳液,并探索了不同的乳液在建筑涂料疏水改性剂以及聚合物增韧改性剂等领域的应用。本文主要内容如下:
  (1)D4离子开环乳液聚合研究:设计不同的离子开环反应,通过乳化体系研究和配方的调整及工艺的优化,制备出外观良好、粒径可控,转化率高、漂油量低的聚二甲基硅氧烷(PDMS)乳液。将所得乳液加入到建筑涂料中做改性剂,测试改性涂料的性能变化,着重考察建筑涂料疏水性能的改性效果。将PDMS乳液进行中试实验,验证了本论文合成方法的工艺稳定性,有利于进一步的工业放大和应用。
  (2)将PDMS乳液作为种子,通过偶联基团的设计和使用结合乳液界面条件控制,制备了具有核壳结构的PDMS/聚倍半硅氧烷(PSQ)乳液,其中PDMS作为核层,被PSQ壳层所包覆,并且在特定条件下可以释放。该合成方法通过了10L放大实验,具有良好的合成稳定性。将PDMS/PSQ乳液经过喷雾干燥处理制得的PDMS/PSQ粉末作为塑料增韧剂,考察其对PVC、PC和PP塑料的增韧效果,发现其对PVC体系具有良好的增韧效果。
  (3)制备聚倍半硅氧烷(PSQ)乳液,在乳化剂和引发剂的配合下向其中加入环状有机硅单体进行开环聚合,制备PSQ-PDMS杂化乳液,并探究PSQ-PDMS杂化乳液制备的影响因素和反应机制;将PSQ-PDMS杂化乳液向到传统丙烯酸酯乳液当中共混,考察杂化乳液的加入对丙烯酸酯乳液的影响;在此基础上向PSQ乳液中同时加入丙烯酸酯类单体和环状有机硅单体,在复合乳化剂和催化剂的配合下进行共聚,制备硅-硅-丙三元杂化乳液,并考察不同组分配比对杂化乳液的影响。将-硅-丙三元杂化乳液乳液向到传统丙烯酸酯乳液当中共混,考察杂化乳液的加入对丙烯酸酯乳液的影响。结果表明硅-硅-丙杂化粒子的引入可以大大提高其疏水性能,同时对PA乳胶膜的冲击性能也有一定的改善。
[硕士论文] 杨敏
材料科学与工程 北京化工大学 2018(学位年度)
摘要:水性羟基丙烯酸树脂以其光泽度高,附着力好,耐化学品、耐候性好等的优异性能,其合成研究受到人们的广泛关注。在塑料涂料领域,以其替代传统的溶剂型树脂,也具有重要的环保价值。本论文通过后分散法和乳液聚合法等不同的聚合方法,对聚合组成和合成变量对产物结构和稳定性的影响开展了系统研究,并在此基础上,通过聚合物乳胶粒子的结构优化,合成了水性羟基丙烯酸酯乳液,其作为水性塑料涂料,应用于PVC塑料基材,表现出优异的性能。本论文的主要工作如下:
  1、在反应温度为80℃下,以溶液聚合的方法,用丙二醇甲醚和异丙醇混合溶剂为介质,用AIBN为引发剂,通过MMA、BA、AA、HPMA等单体在溶液条件下共聚,再采用后分散法经胺中和成盐后在水中分散,得到了水性羟基丙烯酸酯分散体。用红外光谱仪和透射电镜对产物结构进行表征,并对合成条件对分散体的稳定性、粒径和粘度等的影响进行了研究。以后分散法制备的水性羟基丙烯酸酯分散体作为大分子乳化剂,与小分子乳化剂复合使用,可制得平均粒径在150nm以下,粘度较为适宜的水性丙烯酸酯乳液。
  2、用种子半连续乳液聚合合成羟基丙烯酸酯乳液,以MMA、BA、EHA为主要单体,HPMA、HEMA为功能单体,系统研究了乳胶粒子结构设计、单体组成设计以及乳化剂等功能助剂对乳液合成及膜性能的影响,并以聚合物乳液合成原理为依据,对两步加料的加料比、“软硬”单体配比,羟基功能单体种类和用量,乳化剂种类与用量等进行了优化研究。用红外光谱仪和透射电镜对产物结构进行表征,系统研究了上述合成变量对粒径、凝胶率、贮存稳定性、附着力、硬度等对产物性能的影响。结果表明在两步加料法加料比为5∶5,第一步加料合成的聚合物设计玻璃化温度为70℃,HPMA用量为15%,乳化剂为2%的配方下制备的乳液最优。其粒径稳定在107nm左右,凝胶率低于1%。将其用于水性塑料涂料制备,加入固化剂并涂布后,在塑料基材附着力达到0级,耐湿擦性和耐揉搓性均十分优异,硬度达到3H,适应期可达20h。
[硕士论文] 芮健灵
材料科学与工程 北京化工大学 2018(学位年度)
摘要:环氧树脂具有优秀的附着力、耐热性、耐化学品性、绝缘性与机械强度等性能,因此其在防腐涂料领域应用广泛。但传统环氧树脂涂料以有机溶剂体系为主,制备和使用过程中会释放大量的可挥发性有机物(VOCs),是有机二次气凝胶和PM2.5的形成的重要原因,影响人们身体健康。以绿色环保的水为分散介质,制备水性环氧防腐涂料已成为环氧树脂涂料发展的必然趋势。
  本论文采用细乳液聚合法,将聚丙烯酸酯引入到环氧树脂体系中,制备了聚丙烯酸酯/环氧树脂杂化乳液,解决了环氧树脂韧性差的技术问题,并基于丙烯酸酯单体对环氧树脂的溶解和降粘作用,改善其在乳液合成中的稳定性。另外,本论文合成了一种与环氧树脂分子结构类似的非离子型乳化剂,并采用相反转法制备了一种环氧树脂乳液,其环氧树脂含量可达100%。该非离子型乳化剂对E51、E44、E20等不同环氧树脂的乳化具有很好的普适性。以所制备的环氧树脂乳液为成膜物,研究了水性环氧树脂防腐涂料的清漆和色漆制备工艺,并系统评价了涂层的韧性、耐介质、防腐等性能。主要研究内容如下:
  1、将环氧树脂与丙烯酸酯类单体混合后进行均质,再使用氧化还原引发剂引发丙烯酸酯类单体聚合,最终得到聚丙烯酸酯/环氧树脂杂化乳液。通过多种表征手段如红外、动态光散射、透射电镜等,研究了乳化泵运行功率与时间、引发剂的加入量、pH值与乳化剂对乳液粒径与稳定性的影响。结果表明,乳液聚合后聚丙烯酸酯与环氧树脂形成了球形粒子;不同的乳化工艺对最后乳液性能有较大影响。
  2、使用固体酸作为催化剂,在较低温度下合成了以聚乙二醇、马来酸酐和环氧树脂为原料的非离子型环氧树脂乳化剂。使用液相凝胶色谱、红外、酸值滴定等表征手段,研究了反应时间对反应程度的影响、固体酸的催化效果。结果表明,固体酸作为催化剂能够显著加快反应速度;固体酸能够有效地控制产物结构。
  3、使用上述自制非离子型环氧树脂乳化剂作为乳化剂,通过相反转法乳化双酚A型环氧树脂,得到一系列不同非离子乳化剂的水性高固含环氧乳液。通过动态光散射等手段,研究了非离子型环氧树脂乳化剂原料与加入量、溶剂含量、阴离子乳化剂含量对粒径与乳液的放置稳定性的影响。结果表明,在加入量控制在5%时,得到能够稳定存储,粒径在400~500nm的乳液。
  4、使用上述水性高固含环氧乳液为基体树脂,制备了防腐清漆涂料与防腐色漆涂料。加入固化剂固化后得到对应的防腐涂层。研究了清漆涂层与色漆涂层的耐介质性、耐盐雾性与物理机械性能;并且研究了色漆中颜基比对色漆涂层耐盐雾性的影响;通过电化学阻抗谱(EIS)表征了清漆涂层与色漆涂层的防腐性能。结果表明以上述水性高固含环氧乳液外加固化剂制备的涂层具有优良的附着力、抗弯曲性、抗冲击性与铅笔硬度。色漆涂层耐盐雾时间在800小时以上,耐水2000小时以上;清漆涂层耐盐雾时间在2000小时以上。并且随着颜基比的提高色漆涂层的耐盐雾性得到显著提升。
[硕士论文] 张迪
材料科学与工程 北京化工大学 2018(学位年度)
摘要:在有机涂层粘合剂中,聚丙烯酸酯(PA)因其优良的粘接性、柔韧性和耐候性而成为最重要的粘接材料之一。水性PA涂层会渗透腐蚀剂如水、氧和破坏性的离子Cl-1,H+进入基板,制约在防腐涂料中的应用。环氧树脂(EP)以其优异的粘接性能、耐腐蚀性、耐水性、抗渗性和耐化学性,在很多领域得到了广泛的应用。但是环氧涂层目前还存在着一些不利于其应用的缺点,它的抗冲击性和耐介质性还有待提高。因此,EP改性PA可以结合EP和PA的优点,形成一种复合防腐涂料。因此,本论文展开研究工作,合成一种稳定的EP/PA复合乳液,通过添加超支化型环氧树脂以及增大线性环氧树脂含量的方法来提高漆膜的阻隔性能,从而增大漆膜的防腐性能。本论文的主要工作如下:
  1)利用质子转移的机理,通过改变反应物的比例、单体的加料方式、催化剂,合成了一系列超支化环氧树脂HBPE,结果发现,单体比例为间苯二酚∶TMPGE=1∶3,有机碱TBAB作为催化剂,采用一次加料的方法,可以得到超支化环氧树脂数均分子量在2000左右,且分子量分布在2左右。
  2)利用细乳液的方法,合成水性EP/PA复合乳液,研究乳化工艺和乳化剂的影响,结果发现,乳化工艺选择高速搅拌机和高压均质机联用的顺序,乳化剂体系选择A与B复配体系时,得到的水性EP/PA复合乳液的粒径为226.1nm,转化率为93.5%且钙离子稳定性大于5%,乳液在常温下可以放置一年左右。
  3)将超支化环氧树脂HBPE加入到上述水性EP/PA复合乳液中,利用细乳液聚合的方法,合成水性超支化环氧/线性环氧/丙烯酸酯三元复合聚合物乳液,乳液在常温下可以放置一年左右。当超支化环氧树脂HBPE的加入量占单体总量的5%时,得到的水性三元复合乳液的粒径为211.9nm,转化率为97.33%且钙离子稳定性大于5%。
  4)以超支化环氧树脂HBPE的加入量不同的一系列复合乳液为基体加入助剂和颜填料配制清漆和色漆。在清漆和色漆涂层的耐介质测试方面,超支化环氧树脂的加入使得漆膜的阻隔性能提高,从而防腐性能提高。其中当HBPE的加入量为5%时,清漆漆膜的耐酸、碱、盐和水的天数都在40天以上,色漆漆膜的耐酸为35天,耐蒸馏水为46天,但是碱水和盐水中均超过62天。
  5)以三元复合乳液中的线性环氧树脂的含量不同的一系列乳液为基体加入助剂和颜填料配制清漆和色漆。随着线性环氧树脂(DGEBA)含量的提高时,清漆和色漆漆膜的阻隔性变高,防腐性能提高。在清漆涂层的宏观耐介质方面,当环氧树脂含量为80%时,漆膜的耐酸、碱、盐和水的天数都在59天以上。色漆漆膜在酸碱盐中的浸泡天数均超过62天。
[硕士论文] 刘俊文
材料科学与工程 北京化工大学 2018(学位年度)
摘要:氨基烤漆作为一种集装饰与防腐蚀一体的涂料,主要作为高档面漆应用于汽车等金属表面,因此对于漆膜表面粗糙度、机械性能、耐候性有着较高的要求。但是目前的水性丙烯酸氨基烤漆存在着附着力差、耐水性及耐候性不够好、漆膜表面不够光滑细腻等问题。本论文以自制的水性磷酸酯改性含氟丙烯酸乳液为基体树脂,制备成水性磷酸酯改性含氟丙烯酸氨基防腐蚀涂料,通过引入磷酸酯单体和氟单体,增加漆膜与金属底材的附着力,提高漆膜的耐水性、热稳定性、耐候性、光泽度等性能。论文的研究内容主要包括新型丙烯酸乳液的合成、水乳型丙烯酸氨基防腐蚀涂料的制备及水性丙烯酸氨基烤漆制备工艺的研究。
  (1)采用丙烯酸六氟丁酯(G-01)和磷酸酯单体(PP-70)为功能单体,制备了一种新型磷酸酯改性含氟羟基丙烯酸乳液。研究了引发剂对乳液的影响,发现使用反应型乳化剂SE-10N和非离子乳化剂TX-30的混合乳化体系,比例为2∶1,用量为单体总量的2%时,制备的乳液各项性能最佳。
  (2)以上述水性丙烯酸树脂乳液为主要成膜物质,氰特氨基树脂Cymel-325为固化剂,辅以各种助剂,制备了一种水乳型丙烯酸氨基防腐蚀涂料。研究了交联单体、功能单体对清漆和钛白色漆的影响,发现以甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)为交联单体,用量为10%,丙烯酸六氟丁酯(G-01)用量为5%,磷酸酯单体(PP-70)用量为2%的时候,漆膜性能最佳。
  (3)研究了固化剂、流平剂、烘烤温度和烘烤时间、钛白色漆的颜基比等因素等对氨基烤漆漆膜性能的影响。发现固化条件为:温度为140℃,时间为30min,以氰特Cymel-325氨基树脂为固化剂,丙烯酸树脂与氨基树脂用量比为5∶1的时候,漆膜性能最佳。钛白色漆颜基比为0.4的时候,漆膜各项性能最佳;使用BYK-375作为流平剂,用量为配方总量的1%的时候,漆膜光泽度能达到90度。另外研究了四种不同的强酸催化剂对固化反应的影响,发现在合适的用量下,使用强酸催化剂能将漆膜的烘烤温度降低20℃左右。将以磷酸酯改性含氟羟基丙烯酸乳液自制的丙烯酸氨基防腐涂料与两种市售的丙烯酸氨基防腐涂料进行对比实验,发现基于现有配方,本实验制得的水乳型丙烯酸氨基防腐涂料的性能占优。
[硕士论文] 王飞
材料科学与工程 北京化工大学 2018(学位年度)
摘要:水性阻尼涂料具有优良的施工性能及环保特征,是一类新型阻尼材料。根据聚合物乳胶粒子设计,制备具有特殊复合结构的聚合物乳液树脂,是高性能水性阻尼涂料制备的关键。本论文以乳液聚合为基础合成手段,设计了不同的合成方法,分别合成了受阻酚/聚合物复合乳液和具有聚合物梯度分布结构的苯丙乳液,在系统研究了聚合反应过程以及乳胶粒子结构对乳胶膜阻尼性能的影响的基础上,利用合成的苯丙乳液作为成膜树脂,制备了综合性能优异的水性阻尼涂料。本论文主要研究内容如下:
  (1)受阻酚/苯丙复合乳液的合成:
  通过相容性匹配设计和乳液聚合方法设计,将受阻酚245以与单体共同乳化的方式,以种子半连续乳液聚合/单体预乳化加料的方法,合成了受阻酚/苯丙复合乳液。对不同受阻酚245添加量下聚合过程的动力学进行了研究,并对聚合物乳胶粒子结构进行了表征,结果表明受阻酚245可以与聚合物乳胶粒子发生原位复合,乳液聚合过程遵循传统乳液聚合反应机理。合成的复合乳液具有良好的成膜性能,对受阻酚/苯丙复合乳胶膜结构性能的研究发现,受阻酚与乳液聚合物的原位复合有利与提高二者之间的异体氢键形成效率,通过氢键的不断断裂与形成消耗能量,增强材料阻尼性能,当受阻酚添加量为聚合单体总质量分数的30%时,复合乳液的最大损耗因子达到了2.69,较改性前提高了60.1%;有效阻尼温域达到了112℃,较改性前提高了77.8%。
  (2)具备梯度结构高性能苯丙乳液的合成:
  通过对乳液聚合中的工艺优化结合主单体组成设计和功能单体设计,提升聚合物乳液稳定性,并改善了乳液聚合物与基材的界面结合。在此基础上,将幂级加料法设计引入乳液合成,对乳胶膜的动态机械分析结果表明,乳胶粒子中的共聚物组成的梯度分布的形成可以有效拓宽乳胶膜的有效阻尼温域;最后经由放大实验过程,验证了该合成工艺的稳定性。
  (3)可烘烤厚浆型水性阻尼涂料的制备:
  以上述合成的聚合物乳液为成膜树脂,通过填料组成设计结合助剂配方和工艺研究,实现了厚浆型水性阻尼涂料制备。探究了不同片层填料用量对涂料阻尼性能的影响,在此基础上选择多孔粒子作为功能性填料,构建了涂料内部的疏水微通道,为涂层烘烤快干过程中水分的溢出提供了路径,解决了厚浆型水性阻尼涂料厚涂状态下涂层在烘烤快速干燥的过程中涂层出现裂纹、起泡的问题。依据行业标准对所制备的可烘烤厚浆型水性阻尼涂料进行测试。该涂料涂覆3mm在基材表面后可立即放入120℃烘箱中烘烤20min,涂层即可干燥完全,涂层表面无缺陷。
[博士论文] 许伟伟
安全科学与工程 中国科学技术大学 2017(学位年度)
摘要:随着我国社会和经济的高速发展,人们的生活越来越离不开油漆的应用,然而溶剂型油漆的生产和使用过程存在极高的环境和火灾安全问题,国内外对挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,简称VOC)排放的要求越来越严,因而水性漆作为一种环保材料在工业生产和人们的日常生活中得以广泛应用。但在水性漆使用过程中喷涂性能亟待提高且依然存在火灾危险性问题。因此,进行水性漆液滴的动力学特性以及燃烧特性的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
  本文旨在通过理论分析、数值模拟和实验,研究重力、外部风场和静电场作用下水性漆液滴在空气中的运动特性和铺展特性;研究和揭示外部静电场对单个水性漆液滴的燃烧特性的影响规律;研究有风和无风条件下水性漆池火羽流特征规律,建立水性漆池火燃烧速率、火焰倾角、火焰长度和火焰高度预测模型。
  本文首先从流体力学和电磁学理论,结合水性漆在汽车喷涂中的实际工艺特点,通过合理的假设,建立水性漆液滴在气流中的运动及触壁后铺展研究的理论模型。然后基于力学分析,建立了池火在无风时的火焰高度模型和在横向风场条件下池火火焰倾角公式,并引入了液滴在静电场中燃烧时静电场对火焰的作用力。
  其次,基于数值模拟方法和搭建的水性漆池火燃烧实验平台和单个水性漆液滴燃烧实验平台,对不同工况条件下的单个水性漆液滴的运动和触壁后的铺展进行数值模拟,并对水性漆的燃烧进行实验研究。
  水性漆液滴的运动和触壁后铺展模拟实验结果表明,重力和实验风场对液滴在气流中的运动速度没有影响;在液滴下落的初始阶段,电场对下落速度的影响可以忽略,但随着下落位移的增加电场对液滴下落速度的促进作用开始呈现;液滴下落的触壁时间与静电场的电压之间关系:timpact∝U;当水性漆液滴在平面上铺展的静接触角为100°时,在匀强电场中水性漆液滴的偏心率与电场强度间存在关系:(e)=K×E;带电水性漆液滴在平面上铺展的最大变形与We1/4成正比:dmax/d0∝We1/4;当液滴在曲面上铺展时无量纲最大铺展直径随着触壁速度的增大而增大,且无量纲最大铺展直径与We1/4的关系:Dmax∝We1/4;液滴在曲面上铺展其变形率与液滴尺寸正相关,而与静接触角反相关。
  水性漆池火燃烧实验结果表明,无风时水性漆池火燃烧速率随漆池尺寸增大而增大,且两者间关系可表达为:(m)(n)calm=21.62(1-e-0036Db);漆池火火焰倾角正切值也随Fr增大而增大,且可表示为:tanθt=1.331Fr0433,而火焰倾角则随通量比的增大而减小,且两者关系为:θt=129.7Rm-0125;无量纲火焰长度随着横向风场风速的增大而呈总体下降趋势,水性漆池池火无量纲火焰长度与Fr数之间的关系可描述为:lfl*=0.631Fr-202;无横向风场条件下,水性漆池火火焰高度均随水性漆池尺寸的增大而增大,且无量纲火焰高度与B2/3关系为:H*fl,ave=0.52·B2/3,H*fl,max=0.78.B2/3;在横向风场作用下,水性漆池火燃烧的Hfl下降明显,且存在一个临界的Fr,当Fr数小于该临界值时无量纲平均火焰高度急剧下降,在此阶段时各尺寸水性漆池火焰的无量纲平均火焰高度与Fr关系可表述为H*fl,ave=0.29-0.093.ln Fr。
  最后,静电场中单个水性漆液滴燃烧实验表明,在水平静电场中,随着静电场两侧极板间电压的增大,无量纲火焰高度总体呈下降趋势,而无量纲火焰宽度呈增大趋势,无量纲最大火焰高度和宽度与ε1U2/L3间的关系可表述为:Hd,max*=-11.88·ε1U2/L3+13.27,Wd,max*=4.96·ε1U2/L3+2.69;在垂直静电场中随着静电场上下极板间电压的增大,无量纲火焰高度总体呈下降趋势,且无量纲最大火焰高度与ε1U2/L3间的关系可表述为:Hd,max(*)=-21.21·ε1U2/L3+10.51。随着静电场场强的增大,单个水性漆液在静电场中燃烧时其内部最高温度总体上呈现出下降的趋势,且最高温度值(Tmax)与|U|之间的关系可以描述为:Tmax=-11.46·|U|+1401.7。
[硕士论文] 揭唐江南
绿色镀膜技术与装备 兰州交通大学 2017(学位年度)
摘要:粉末涂料常被用来涂装于金属材料或器件的表面进行耐候性保护或表面装饰美化。目前市售的粉末涂料多数仅能应用于成型器件或产品的最终涂装。而随着工业技术快速发展,一些大型涂装用户如汽车工业、家用电器工业等领域为提高生产效率降低成本,急迫需要大量的预涂装钢板或钢带材面市,可购入后经冲压或弯剪加工形成所需产品,直接投入后续组装工序甚至直接交付最终用户使用。所以行业技术发展对粉末涂料制成涂层的耐冲击、耐折弯性能等指标提出更为严苛的要求,继续开展高性能粉末涂料制备工艺和组成成份研究具有迫切而又重要的现实意义。
  通过广泛查阅文献,本文选定力学性能相对较好的聚酯树脂基粉末涂料作为研究对象。首先设定一组基础配方,通过研究制备工艺条件如混料时间、熔融挤出过程混炼段温度、主螺杆转速、喂料转速等工艺参数以及磨粉系统主磨、副磨转速等工艺参数对制成涂料及涂层性能的影响规律,获得最佳的制备工艺组合为:高速混合机运行时间控制在6min左右,双螺杆挤出机混炼段温度110℃,主螺杆转速45Hz、喂料转速35Hz。当粉末涂料的粒度控制在40um左右时,具有最好的上粉率和流平性匹配,对应应将ACM磨粉系统的工艺参数设定为主磨转速5000rad/min、副磨转速2500rad/min。
  在此基础上,通过研究不同类型聚酯树脂及含量、固化剂含量及改性处理、颜填料类型以及不同助剂含量对粉末涂料及涂层综合性能的影响规律,发现P9335型聚酯树脂基粉末涂料制成的涂层胶化时间最短,涂层耐冲击性能和耐折弯性能最好,适宜的P9335聚酯树脂含量应为55%。TGIC固化剂的最佳用量为3.85%,且经微细化改性处理后涂层流平性、光泽及耐冲击性能均有显著提高。R996金红石型钛白粉宜于作为聚酯树脂粉末涂料的白色颜料,而沉淀硫酸钡用作填料时因其吸油量最小,对提高涂层的熔融流动性和光泽度均有益处。助剂能对涂层综合性能起到重要调节作用—L88型流平剂用量在1%时涂层光亮丰满,流平性最好;钛酸酯偶联剂含量达到聚酯树脂的0.75%时,能使无机颜填料在有机成份中获得较佳的分散效果;边缘覆盖剂用量为1%时即可达到较为理想的遮盖效果。
  最后按照优化出的配方即P9335聚酯树脂∶改性TGIC固化剂∶R996金红石型钛白粉∶沉淀硫酸钡∶L88流平剂∶钛酸酯偶联剂∶边缘覆盖剂之比等于55∶3.85∶20∶16.24∶1∶0.41∶1(百分比差额为安息香、抗氧剂和紫外线吸收剂等辅助助剂用量)进行配料,采用已确定的制备工艺制成的聚酯树脂基粉末涂料平均粒度约为37um;涂层流平性好,光泽度高,耐候性能优异,且硬度≥2H,与基材表面附着力可达0级;涂层可耐受50Kg·cm正反冲击试验,涂层样板经180°折弯实验后,在折弯处仍未发生涂层开裂或剥落等现象,说明本文研究制备获得的聚酯树脂基粉末涂料应可满足工程实践中预涂装金属板带材涂装性能要求。
[硕士论文] 潘汝潭
林业 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:近年来,随着环境污染的加剧、生态环境的恶化,人们不得不重新审视经济发展与环境保护之间的关系。随着人们环保意识的增强及相关政策的出台,世界各国都在践行经济发展与环境保护协调发展的理念。在此背景下,安全、无毒,符合环保理念的水性涂料应运而生。水性聚氨酯作为水性涂料中的一种高级产品,具有耐化学品性、流平性好、漆膜硬而韧等优点,但其物理机械性能与传统溶剂型涂料相比仍存在一定差距。因此,人们寻求各种改性方法改善聚氨酯的综合性能,以扩大其应用范围。纳米纤维素具有质轻、可降解、可再生、生物相容等特点,又具有纳米特性,所以比表面积大,小尺度效应明显,化学反应活性高。此外,纳米纤维素的高长径比、高结晶度致使其具有高杨氏模量、高强度等特性,使得其在增强复合材料中有着潜在用途。
  本研究探索了用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物(TEMPO)预处理结合机械法制备纳米纤维素,并对其微观形态及化学成分等进行了表征;在此基础上,以制备的纳米纤维素作为增强体,分别用物理共混法和化学反应法制备出纳米纤维素改性聚氨酯乳液,探索了不同纳米纤维素添加量对漆膜物理机械性能的影响,确定了最佳添加比例。在最佳比例下,分别对两种方法制得的乳液和涂层进行了表征和性能测试,得出如下主要结论:
  (1)用TEMPO预氧化结合机械法制备出纳米纤维素,直径主要分布在20~40 nm之间,长径比大致为50~100。
  (2)以制备的纳米纤维素为增强体,用物理混合的方法制备出纳米复合材料乳液,探索了0.1 wt%、0.2 wt%、0.4 wt%的纳米纤维素添加量对改性漆膜性能的影响。结果表明,当纳米纤维素添加量为0.1 wt%时,改性漆膜法的综合性能最优。与未改性的水性聚氨酯漆膜相比,在不影响漆膜外观的前提下,硬度最高可提升6.9%,耐磨性最高提升10.9%,拉伸强度最高可提升39.5%;与此同时,附着力会略有降低,表干时间和实干时间也有所延长;耐水性、耐化学性、可打磨性并未有明显影响。对最佳添加比例下的复合乳液进行微观形态、化学成分等进行表征,结果表明,纳米纤维素在改性漆膜中的分散相对均匀,其对改性漆膜的晶型并未产生实质影响,改性漆膜的热稳定性没有明显改善。
  (3)以制备的纳米纤维素为增强体,用化学接枝的方法制备出纳米纤维素改性水性聚氨酯乳液,探索了0.1 wt%、0.2 wt%、0.4 wt%的纳米纤维素添加量对改性漆膜性能的影响。结果表明,当纳米纤维素添加量为0.1 wt%时,与未改性的水性聚氨酯漆膜相比,硬度最高可提升13.9%,耐磨性可提升1.3%,拉伸强度效果增强最明显,可提升58.7%;与此同时,附着力会略有降低,表干时间和实干时间有所延长;耐水性、耐化学性、可打磨性并未有明显影响。对最佳添加比例下的复合乳液的微观形态、化学成分等进行表征,结果表明,纳米纤维素在改性漆膜中的分散均匀性良好,改性漆膜的聚集态仍为无定型态,而改性漆膜的热稳定性没有明显改善。整体而言,纳米纤维素化学法改性水性聚氨酯的综合性能优于物理法改性水性聚氨酯的综合性能。
[硕士论文] 薛守伟
安全科学与工程 青岛科技大学 2017(学位年度)
摘要:腐蚀现象遍及国民经济和国防建设各个领域,石墨烯作为一种理想的二维片状纳米材料,在防腐功能涂料中有着非常诱人的潜在前景,而涂层保护是腐蚀控制最常用也是最直接的保护措施。本论文从氧化石墨烯出发,结合纳米材料和环氧树脂的优点,以氧化石墨烯(GO)为研究对象,通过硅烷偶联剂将两种不同的无机纳米粒子(纳米氧化锆、纳米氧化钛)接枝到GO表面,制备了不同质量比的 GO-ZrO2和 GO-TiO2复合材料;然后将制备的复合材料加入到环氧树脂中制备了环氧树脂涂层材料,对涂层的力学性能及防腐蚀性能进行研究,并探讨了涂层的耐蚀机理。结论如下:
  (1)通过改进的 Hummer法制备了 GO并进行表征,其结果表明制备的氧化石墨烯片层较薄,且表面有大量的含氧官能团;利用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)将纳米氧化锆(ZrO2)接枝到 GO表面,并根据不同质量比(MGO:Mf-ZrO2)制备了 GO-ZrO2(2:1),GO-ZrO2(3:1),GO-ZrO2(4:1)复合材料,通过傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)测试,结果表明纳米 ZrO2成功接枝到 GO表面,并且 GO在环氧树脂中的分散性和相容性得到很大改善,其中 GO-ZrO2(3:1)在环氧树脂中分散性最好;涂层的力学性能测试结果表明加入2wt.%的GO-ZrO2(3:1)的涂层附着力达到0级,耐冲击50cm无裂痕,硬度为3H;电化学交流阻抗(EIS)测试结果表明,加入2wt.%GO-ZrO2(3:1)的复合环氧树脂涂料耐蚀性最好,浸泡20d后涂层的阻抗值保持在109Ω·cm2左右;涂层 Tafel曲线表明,GO-ZrO2(3:1)/EP涂层腐蚀电位最高,为-0.210V,腐蚀电流最低,为1.97×10-7A;不同填料对涂层的最低阻抗膜值的影响表明,加入GO-ZrO2复合材料的涂层阻抗值随时间下降比较缓慢,浸泡25天后,阻抗膜值均保持在108Ω·cm2以上,其中 GO-ZrO2(3:1)/EP涂层的阻抗膜值最大,稳定在1.0×109Ω·cm2左右;耐盐雾实验结果表明 GO-ZrO2(3:1)/EP复合涂层经过360h中性耐盐雾实验,划痕两侧无起泡无腐蚀,耐蚀效果最好。
  (2)利用APTS将纳米TiO2接枝到GO表面,并根据不同质量比(MGO:Mf-TiO2)制备了 GO-TiO2(2:1), GO-TiO2(3:1), GO-TiO2(4:1)复合材料,通过 FT-IR、XRD、SEM测试,结果表明纳米TiO2成功接枝到GO表面,并且大大的改善了GO在环氧树脂中的分散性和相容性,其中GO-TiO2(2:1)在环氧树脂中分散性最好;涂层的力学性能测试结果表明加入2wt.%的 GO-TiO2(2:1)的涂层附着力达到1级,耐冲击50cm无裂痕,硬度为2H;EIS结果表明,加入2wt.%GO-TiO2(2:1)复合环氧树脂涂料耐蚀性最好,浸泡20d涂层的阻抗值保持在109Ω·cm2左右;涂层Tafel曲线结果表明,GO-TiO2(2:1)/EP涂层腐蚀电位最高,为-0.439V,腐蚀电流最低,为7.94×10-9A;不同填料对涂层的最低频率阻抗膜值的影响表明,加入 GO-TiO2复合材料的涂层阻抗值随时间下降比较缓慢,浸泡25天后,阻抗膜值均保持在108Ω·cm2以上,其中GO-TiO2(2:1)/EP涂层的阻抗膜值最大,稳定在1.1×109Ω·cm2左右;耐盐雾实验结果表明 GO-TiO2(2:1)/EP复合涂层经过360h中性耐盐雾实验,划痕两侧无起泡无腐蚀,耐蚀效果最好。
  (3)利用 APTS和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTS)将纳米 ZrO2接枝到 GO表面,并根据不同质量比(MGO:Mf-ZrO2)制备了 dGO-ZrO2(2:1),dGO-ZrO2(3:1),dGO-ZrO2(4:1)的复合材料,通过 FT-IR、XRD、SEM测试,结果表明纳米 ZrO2成功接枝到 GO表面,并且大大的提高了 GO在环氧树脂中的分散性和相容性,其中 dGO-ZrO2(3:1)在环氧树脂中分散性最好;涂层的力学性能测试结果表明加入2wt.%的 dGO-ZrO2(3:1)的附着力达到1级,耐冲击50cm无裂痕,硬度为3H;EIS测试结果表明,加入2wt.% dGO-ZrO2(3:1)的涂层耐蚀性最好,浸泡20d涂层的阻抗值保持在109Ω·cm2左右;涂层Tafel曲线可以看出, dGO-ZrO2(3:1)/EP涂层腐蚀电位最高,为-0.163V,腐蚀电流最低,为8.71×10-9A;不同填料对涂层的最低阻抗膜值的影响表明,加入 dGO-ZrO2复合材料的涂层阻抗值下降比较缓慢,其他涂层阻抗值下降较快,浸泡25天后,阻抗膜值均保持在108Ω·cm2以上,其中 dGO-ZrO2(3:1)/EP涂层的阻抗膜值最大,稳定在2.3×109Ω·cm2左右;耐盐雾实验结果表明 dGO-ZrO2(3:1)/EP复合涂层经过480h中性耐盐雾实验,划痕两侧无起泡无腐蚀,耐蚀效果最好。
[硕士论文] 张建中
材料加工工程 机械科学研究总院 2017(学位年度)
摘要:本文采用机械搅拌的方法,设计并制备了由Y2O3、ZrO2、CaZrO3和Al2O3四种耐火骨料组成的涂料,粘结剂为二醋酸锆水溶液,采用手工涂刷的方法将涂料涂刷在石墨铸型内壁形成涂层,并用真空自耗电极电弧凝壳炉离心浇注TA2纯钛合金。分析了粉液比在1:1~3.5:1范围内变化时,不同涂料的流变性能和悬浮性能,考察了粉液比对涂料流变性能和悬浮性能的影响规律,提出了最优性能涂料粉液比。对不同耐火骨料涂层在浇铸过程中和钛合金的界面反应、试样表面流痕密度和试样表面硬化层厚度进行了研究,分析了粉液比对试样表面流痕密度和试样表面硬化层厚度的影响规律。利用XRD、SEM、显微硬度测试和金相分析等手段对界面处物相、元素分布、显微硬度变化和组织形貌进行了研究,最后浇铸实体铸件对研究的涂层进行了验证。
  研究结果表明,耐火骨料与二醋酸锆水溶液配制成的涂料属于具有触变性的带屈服假塑性流体。粉液比对涂料的悬浮性和流变性具有重要影响,随着粉液比升高,涂料的悬浮性、触变率均升高,因为高粉液比涂料立体网状结构更完备,性能更好。根据流杯粘度优化涂料成分,确定Y2O3和 ZrO2涂层最佳使用粉液比分别为2:1和2.5:1,CaZrO3和Al2O3涂层最佳使用粉液比均为1.5:1。采用网格法对涂层与石墨型的结合力进行测试,四种涂层的测试结果均为《色膜和清漆-划格测试ISO2409-2007》标准Ⅰ级。
  界面反应分析结果表明 Y2O3和 ZrO2涂层未与钛液发生明显化学反应,而CaZrO3和Al2O3涂层则和钛液发生明显化学反应,分别生成了Ca-Ti-O和Al-Ti-O的化合物。四种涂层浇铸试样基体中均未发现O元素的扩散,说明试样表面的硬化层不是通常意义上的α层,其厚度与界面处组织变化联系紧密。
  对铸造试样表面流痕的分析结果表明,Y2O3和ZrO2涂层可以明显改善流痕缺陷,粉液比越高,流痕越少;CaZrO3和Al2O3涂层不能明显改善流痕缺陷,粉液比越高,流痕越多。粉液比同为2:1时, Y2O3涂层试样表面硬化层厚度大约为30μm,ZrO2涂层试样大约为150μm,CaZrO3涂层试样约为300μm,Al2O3涂层试样大约为400μm;随粉液比升高,涂层厚度增大,金属凝固速度减慢,试样表面马氏体α′尺寸长大,四种涂层试样表面硬化层厚度均变厚。为了使铸件获得较薄的硬化层和较少的表面流痕,应选择粉液比为2:1的Y2O3涂层,采用此涂层实际浇铸得到了表面质量良好的舵轴铸件。
  
[硕士论文] 吴娜
安全科学与工程 青岛科技大学 2017(学位年度)
摘要:金属钛是一种耐腐蚀性能非常强的材料,但钛金属材料价格昂贵。将纳米钛与有机高分子聚合物通过“嫁接”的方式制备纳米钛改性聚合物涂料,在金属结构的防腐蚀领域得到广泛应用,可以替代不锈钢结构,解决材料腐蚀的难题,大大减少经济损失,提高企业经济效益。
  本文采用化学方法、物理与化学结合法两种方法制备纳米钛改性聚合物,通过对制备得到的纳米钛改性聚合物进行SEM测试分析发现:化学方法制备的钛粉易团聚,偶联剂、钛粉以及树脂之间没有或者很少接枝,如果应用到涂料中将严重影响涂层的性能,达不到预期实验效果,而物理与化学结合法制备纳米钛改性聚合物时,钛粉经高能球磨机高速研磨后,被分散变形为不规则片状结构,比表面积增大,晶格发生缺陷,极易被树脂改性接枝,制备得到的纳米钛改性聚合物分散性更好。
  依据物理与化学结合法利用单因素试验法,对球磨转速、球磨时间、KH560的使用量以及球料比进行考察,采用沉降高度法和质量法对制备的纳米钛聚合物进行分析,确定最佳研磨条件,并对制备的纳米钛改性聚合物进行表征;以马口铁为试验基底,利用正交实验法制备纳米钛改性聚合物涂层,对制备的涂层进行力学性能测试、电化学和耐盐雾性能测试分析,确定制备纳米钛改性聚合物涂层的最佳配方,选取离心后的所有固体样品和离心后的3号样品(固体样品中的上层样品)分别制备涂层,进行性能测试和对比分析,并对涂层防腐蚀机理进行了探讨。
  利用物理与化学结合法制备纳米钛改性聚合物时,随着高能球磨机球磨转速和球磨时间的增加,钛粉在聚合物中的分散性越来越好,制备的纳米钛改性聚合物稳定性增加,由于球磨转速过大和时间过长对仪器损害大,因此选择球磨转速为700 r/min,时间为4 h;随着KH560使用量和球料比的增加,钛粉在聚合物中的分散性越来越好,但当KH560的使用量为钛粉1%和球料比为4:1时基本趋于稳定,所以,选择球磨转速为700 r/min、时间为4 h、KH560的使用量为钛粉1%、球料比为4:1时制备的纳米钛改性聚合物分散性最好。FT-IR测试表明:经物理与化学结合法制备的纳米钛改性聚合物中存在为S i-O-Ti的吸收峰,说明KH560已接枝到钛粉表面;将物理与化学结合法制备的样品离心烘干后发现离心管底部的样品明显分层,TG测试和XRD测试说明物理与化学结合法制备的纳米钛改性聚合物中存在未改性完全的钛粉,离心后,未改性的钛粉大部分沉降到离心管底部。
  以马口铁为实验基底,通过正交实验法确定制备纳米钛改性聚合物涂层的最佳实验配方为:纳米钛改性聚合物8%、消泡剂0.1%、流平剂0.2%、润湿分散剂0.5%。利用最佳实验配方制备纳米钛改性聚合物涂层的力学性能测试结果为:耐冲击性≥50 kg·cm、附着力等级1级、柔韧性为1 mm。
  分别选取离心后的所有固体样品和离心后的3号样品制备纳米钛改性聚合物涂层,其电化学阻抗测试表明:离心后所有固体样品制备的涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡25天后阻抗值趋于稳定值1.03×108Ω·cm2,而离心后3号样品制备的涂层在3.5% NaCl溶液中浸泡28天后趋于稳定值2.5×108Ω·cm2,防腐蚀效果较好;Tafel极化曲线测试结果表明:3号样品制备的涂层腐蚀电流为1.905×10-9 A,腐蚀电位为-0.147 V,离心后所有固体样品制备的涂层腐蚀电流为1.778×10-8 A,腐蚀电位为-0.172 V,3号样品制备的涂层防腐效果比离心后所有固体样品制备的涂层防腐效果好,主要是因为离心后的所有固体样品中存在未改性完全的钛粉,影响了涂层的防腐蚀效果;耐盐雾测试结果表明:在最佳实验配方的基础上,利用离心后的3号样品制备得到的纳米钛改性聚合物涂层防腐蚀性能最好。
[硕士论文] 董海晖
高分子化学与物理 广东工业大学 2017(学位年度)
摘要:超支化聚合物因其独特的三维空间结构和大量的末端活性基团,具有粘度低、溶解性好和反应活性高等特点。随着超支化聚合物的合成与表征方法的不断完善,原料易得低廉,合成工艺简单,超支化聚合物的构建及其功能化应用日趋受到广大研究者的关注。
  超支化聚氨酯丙烯酸酯兼具超支化聚合物和聚氨酯丙烯酸酯的特点,具有固化速度快,溶解性好和耐化学药品性优异等优点,在UV光固化涂料中具有广泛应用前景。然而普通的超支化聚氨酯丙烯酸酯(HPUA)固化后表现出柔韧性和附着力差等缺点,已有研究表明将柔性链引入端羟基超支化聚氨酯分子内,可改善其柔韧性。但目前针对不同支化代数和不同柔性扩链剂对超支化聚氨酯丙烯酸酯的结构、性能及其应用的影响还未见详细研究。本论文主要研究内容及结果如下:
  1.HPUA-x的合成与表征。以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和二乙醇胺(DOEA)为原料,经“一步法”自缩聚反应制备不同代数的超支化聚氨酯(HPU-OH-x);再以聚乙二醇(PEG200)、IPDI和丙烯酸羟乙酯(HEA)为原料合成一端为异氰酸基团、另一端为双键的预聚体IPDI/PEG200/HEA,将其接枝到HPU-OH-x后合成不同代数的超支化聚氨酯丙烯酸酯(HPUA-x)。本文获得的HPUA-x的制备工艺其优化条件为:IPDI/PEG200/HEA合成温度为35℃,催化剂DBTDL用量为0.0375wt.%,反应时间为120min;合成第四代超支化聚氨酯丙烯酸酯(HPUA-4)的温度为70℃,催化剂DBTDL用量为0.05wt.%,反应时间为120min;并通过红外(FT-IR)、核磁氢谱和碳谱(1H NMR和13C NMR)等先进分析技术对对合成产物的结构和组成进行了综合表征。结果表明,成功合成了HPUA-x;HPUA-2、HPUA-3、HPUA-4和HPUA-5的支化度分别为0.83、0.80、0.78和0.73,HPUA-x热分解温度为165℃~465℃;HPUA-4与光引发剂1173配合固化时,固化速度快,表干时间为3s,柔韧性优异为1mm,铅笔硬度为HB,附着力为3级。
  2.HPUA-k的合成与表征。以IPDI、HEA(BDO和HEA、PEG600和HEA)为原料,合成不同扩链剂的预聚体IPDI/HEA(IPDI/BDO/HEA、IPDI/PEG600/HEA),将其接枝到HPU-OH-4后合成不同链段的HPUA-k;并通过红外(FT-IR)、核磁氢谱和碳谱(1H NMR和13C NMR)等先进分析技术对对合成产物的结构和组成进行了综合表征。结果表明,成功合成了HPUA-k,HPUA-0、HPUA-BDO和HPUA-PEG600的支化度分别为0.796、0.783和0.782。HPUA-k热稳定性与HPUA-x相似。HPUA-k与光引发剂1174配合固化后表明,HPUA-4性能最为优异。
  3.不同链段HPUA的光固化动力学研究。使用实时红外(real time FT-IR)对不同链段的HPUA的UV光固化行为进行研究,考察了引发剂的类型及其用量、引发剂的复配和 UV光强对光固化行为影响。结果表明,在光强为25mW/cm2,复配引发剂1173和TPO的质量比为1:1时,HPUA-4固化速快,在10s时,转化率达80%。
  4.HPUA-4的应用及性能评价。将HPUA-4以不同比例加入双酚 A型环氧丙烯酸树脂或聚氨酯丙烯酸酯中,研究超支化聚合物添加量对其固化性能的影响,结果表明,随着 HPUA-4添加量增加,环氧丙烯酸酯固化速度和柔韧性增大,附着力得到改善,硬度降低;添加量为10%,表干时间为3s,硬度为2H,柔韧性为1mm,附着力为3级。将HPUA-4分别添加入聚氨酯丙烯酸酯中,当添加量为10%,表干时间为3s,硬度为H,柔韧性为1mm,附着力为1级。
[硕士论文] 王庆艺
化学工程与技术 湘潭大学 2017(学位年度)
摘要:中国的经济水平持续增长,环境问题也愈发的严峻且受到人们的关注。传统溶剂型涂料生产中会产生大量VOC(挥发性有机化合物),水性涂料发展取得了巨大进步,但仍有很多需要完善。水性丙烯酸酯乳液因为其优良的耐候性、耐水性和环保性能,在涂料、胶黏剂和皮革等领域得到广泛应用,也是如今各企业和机构研究的热点。但是丙烯酸树脂材料属于热塑性材料,其热稳定性差,有时会出现热黏冷脆的现象,且水性丙烯酸酯乳液中含有较多的水和乳化剂,成膜所需时间长,且在耐水性和浸润性能上较差。松香及其改性物是聚合产品中使用重要的增粘树脂,可以很好改善水性苯丙乳液的浸润性,成膜后的附着力和外观光泽度。同时松香分子其含有较多的憎水基团,所以加入松香乳液制备成复合乳液后,在黏性附着力耐水性等方面有显著提高。
  本论文采用预乳化半连续种子聚合工艺,以天然松香为原料,制备了一种稳定的性能优良的松香乳液;以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸羟基乙酯(2-HEA)、丙烯酸(AA)为反应单体,PS-630为乳化剂,KPS为引发剂,碳酸氢钠为缓冲剂,使用松香乳液对其改性,制备得到松香基水性苯丙复合乳液。
  分析与讨论了复合乳液制备过程中乳化剂的含量、水用量、松香乳液用量、引发剂用量、反应温度、反应时间对复合乳液粒径、乳液固含量、乳液粘度、单体转化率以及稳定性的影响。最后对乳化剂用量、水用量、松香乳液用量、引发剂用量4个因素进行正交优化实验,使用动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、热重(TG)对聚合乳液的粒径及其分布、乳胶粒形态外貌、结构组成及成膜性能进行了表征。分析讨论这些因素对聚合乳液及乳胶膜产生不同影响的机理。
  结合复合乳液性能和涂膜性能的影响因素的结果,确定复合乳液的最优制备条件和成膜条件为:乳液聚合温度80℃,保温85℃,聚合反应搅拌速度在400-450 rpm,保温时控制在300-350 rpm,硬软单体配比为1.5:1,乳化剂用量为5 wt%,引发剂为0.8 wt%,松香乳液用量为25 wt%,水/单体质量比为50:40,制得性能优良的松香基水性苯丙复合乳液,当成膜温度在60℃时,制备的薄膜连续透亮,吸水率为2.3%,耐水性好,附着力达到1级,铅笔硬度为H,接触角为107°。
[硕士论文] 康庆阳
机械制造及其自动化 兰州理工大学 2017(学位年度)
摘要:涂料产品是为国民经济各个行业提供配套保护和装饰的表面功能性材料。在国家提出《中国制造2025》的背景下,要求现代涂料制造行业也应该具有灵活性、敏捷性和智能性。在市场经济的驱动下要求涂料生产企业具有品种层次化、功能多样化、批次丰富化、生产过程柔性化,因此提高涂料企业的工业生产线自动化水平显得非常重要。
  本文针对某涂料企业丙烯酸涂料自动化制备项目进行了生产工艺分析,学习了丙烯酸涂料生产过程中的主要要素和所要求的控制系统。在分析整体项目目的的基础上确定涂料制备控制系统需要完成以下几个方面的工作:涂料生产整体方案设计、自动化控制系统设备设计、控制系统软件设计、人机组态设计、基于模糊控制的系统优化设计和运行调试。在此基础上改进分析控制算法,提高涂料各原料成分的质量配比精度,提高产品质量。
  该涂料配料系统在设备设计上采用隔膜泵和变频空压机来输送流体原料;采用质量流量计直接测量单色漆的质量;通过电动调节阀和PLC以及模糊控制算法来调节电动调节阀阀门开度,以控制原料质量配比,达到优化配料过程的目的。
  该系统的控制结构是触摸屏+PLC的形式。其中人机交互组态监控系统采用威纶通触摸屏,控制核心是西门子S7-200 SMART系列PLC,并采用STEP7 SMART编程软件进行配料控制程序的编写设计,完成整体控制逻辑流程的编制。
  经过设计与研究,系统以工业定制涂料中相对生产量大的丙烯酸类涂料为典型代表,开发相对应的涂料配方设计方案、生产工艺多样化制造系统,解决了涂料生产过程中原料配比精度低下的问题,提高企业整体生产效率和竞争力,对国内涂料行业向智能制造方向发展具有重大意义。
[硕士论文] 申家源
材料工程 湖南大学 2017(学位年度)
摘要:聚苯胺(PANI)和锌粉常作为防腐涂料的颜料。PANI作为高分子导电聚合物,因其具有电导率高、独特的掺杂机制及原材料便宜、制备方法简单等优点而被广泛应用于防腐涂料中,但是刚性结构的 PANI溶解及可加工性能较差,在水性防腐涂料中分散性能不好,所以如何解决 PANI在水性体系中的分散性能是当前主要的研究方向。本文采用不同类型的硅烷偶联剂对 PANI进行预处理,改善了 PANI的分散性能。锌粉在油性涂料中分散性能差,利用钛酸酯偶联剂的表面修复作用,改善锌粉的性能,再与 PANI的共同作用,提升涂层的防腐性能。
  以过硫酸铵为氧化剂,盐酸、氢氟酸、十二烷基苯磺酸和柠檬酸为掺杂酸合成了掺杂态 PANI,通过FTIR、TG、电导率、SEM等测试等手段对合成的 PANI进行了表征。采用四种硅烷偶联剂—[苯胺甲基三乙氧基硅烷(ND-42)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-560)和γ-丙基三甲氧基硅烷(KH-570)水解液]预处理 PANI,制备出具有不同分散性的PANI。FTIR测试结果表明偶联剂成功吸附在PANI表面;粒径分析结果表明预处理之后的 PANI粒径增加;沉降体积法表明经ND-42处理的PANI单位质量沉降体积(0.3 mL/g)比未经偶联剂处理的PANI下降83.3%,展现了最佳的分散性。
  将 PANI加入水性环氧涂料中制成涂层后,对其进行物理机械性能测试,结果表明,涂层附着力、硬度和耐冲击性均有不同程度的提升。其中,添加有ND-42改性PANI的涂层,其腐蚀电位为-0.484 V,相对于未经偶联剂处理的 PANI涂层正移0.14 V,腐蚀电流密度下降54.9%,盐雾实验120 h后无明显生锈现象。
  建立油性环氧防腐涂料体系,采用钛酸酯偶联剂对锌粉进行改性,并与PANI进行复合,考察了不同类型 PANI在不同使用量的情况下对油性体系的影响。其中42-PANI/Zn涂层与 HCl-PANI/Zn涂层比较发现,涂层物理机械性能性能区别不大。PANI的加入提升了含锌粉体系的防腐性能,当PANI添加量为体系质量分数1%时防腐性能提升最为显著,腐蚀电压正移-0.077V。
[硕士论文] 李雪松
材料工程 太原理工大学 2017(学位年度)
摘要:聚丙烯(PP)广泛应用于建筑、汽车,电子和电气工业。然而,PP的易燃性和严重的熔滴现象限制了它的应用。因而,PP的阻燃显得格外重要。
  目前,对PP的阻燃通常是采用添加阻燃剂的方式来实现,阻燃性能随着添加量的增大而提升。而大的添加量不可避免地会造成对基体力学性能的破坏。鉴于此,本文提出了利用阻燃涂层的方式对PP实施阻燃,这样就能够在保证PP优良力学性能的同时达到良好的阻燃效果。
  已有的阻燃涂层报导多见于保护钢、木材、布料等基材,鲜有将它应用到通用塑料的报导。原因是通用塑料的表面能较低,很难将阻燃涂层牢固地粘附在聚合物基材表面。因此,本文选取表面能最低的PP作为基体,首先通过酸洗提高其表面能,其次,利用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)解决常规成膜剂-聚乙烯醇缩甲乙醛(PVFA)成膜后柔软且易剥离的问题,在提高涂层粘附力的同时获得柔韧性。
  另外,以三聚氰胺和乙二胺四乙酸为原料合成了三嗪类超支化聚酰胺(HBPA)成炭剂,该成炭剂兼具碳源和气源的双重功效,与酸源聚磷酸铵(APP)复配后作为涂层的膨胀型阻燃剂使用。HBPA含有的大量端羧基在受热过程中可以发生分子内脱水和分子间脱水,从而实现残炭的交联。而APP分解产生的偏磷酸和焦磷酸以及DOPO分解产生的HPO2与交联残炭相互作用形成表面致密的高质量膨胀炭层,覆盖在PP表面隔绝氧气和热量的传输从而达到保护基材的目的。
  燃烧测试结果表明:平均厚度为126μm的涂层能使PP试样在UL-94测试中通过V0级别,其极限氧指数(LOI)值达到30.5 vol%。锥形量热仪测试结果表明:带涂层的PP试样其热释放速率(347 kW/m2)相比纯PP(1203 kW/m2)降低了71.2%;总热释放量也由126.3 MJ/m2下降到102.9 MJ/m2,表现出良好的阻燃效果。3M胶粘附力测试表明阻燃涂层的粘附力达到5B,在60℃水中浸泡8天后,粘附力下降为4B;经紫外辐照15天后,粘附力下降为4B。但水浸和紫外辐照后,阻燃试样的LOI值和UL-94测试结果仍保持不变。
  简言之,该阻燃涂层具有与基体良好的粘附性和柔韧性,可以随PP一起变形而不会开裂和脱落;同时也具有良好的抗紫外线性能和耐水性能。这对于膨胀型阻燃涂料在通用塑料上的开发应用具有重要意义。
  (已选择0条) 清除
公   告

北京万方数据股份有限公司在天猫、京东开具唯一官方授权的直营店铺:

1、天猫--万方数据教育专营店

2、京东--万方数据官方旗舰店

敬请广大用户关注、支持!查看详情

手机版

万方数据知识服务平台 扫码关注微信公众号

学术圈
实名学术社交
订阅
收藏
快速查看收藏过的文献
客服
服务
回到
顶部