长效防油涂层的制备及其性能研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mnbv808
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
机械设备及构件等表面长期使用过程中常常面临容易粘附高黏度油污,影响表面美观性和运作效率等问题,使得清洁过程频繁且困难。然而,目前构件表面的防护涂层难以防护黏度较高的油污,且使用寿命短,需要后期维护。防油涂层具有超疏油和自清洁等性能,将其应用于这些构件表面可用来减少油污的粘附,降低对运行效率的影响。因此,本文开展了对防油涂层的制备技术及其防油性能、机械稳定性、耐酸碱性等长效性方面的研究。首先通过底面合一法制备了水性翻转防油涂料,该涂料以水为溶剂,二氧化硅颗粒为构建粗糙结构的基本单元,表面活性剂为改性剂,添加水性树脂作为增强体,通过简单的硅烷诱导作用将亲水单元翻转向内部,疏油单元转向外侧,从而获得具有稳定超双疏性质的涂层,并且由于沉积的氟硅烷在表面的钉扎效应,使得疏油单元紧密排布从而阻止亲水单元被其他极性集团吸引回外侧表面。尝试单一树脂添加及复配树脂添加两种方案确定了水性翻转耐磨防油涂层的最终配方,有效增加了涂层的耐磨性和长效防油性。结果表明,采用复配树脂添加进行强化,涂层可抵抗摩擦试验机100g负载磨损250次,磨耗仪250g负载磨损10圈,并且耐80℃人工油污浸泡8天;在酸碱盐溶液中浸泡7天后,涂层表面无鼓泡、起皱等现象产生,具有较好的化学稳定性。该涂层具有一定的抵抗软质磨损性能及化学稳定性,但是由于涂层的附着力较差及疏松多孔的粗糙结构,使得其抵抗硬质磨损性能和长效化学稳定性较差。为了进一步获得具有较优长效防油性能的涂层,通过湿化学法制备了以十七氟癸基三氯硅烷(FDTS)为改性剂的防油涂料,研究了不同氟硅烷接枝量对涂层性能的影响。经测试,最佳理论氟硅烷接枝量为7.365μmol硅烷/m~2,此时SiO2颗粒表面硅烷链网络致密化程度最高,实际接枝质量分数达到48.98%,从而提高了涂层的长效防油性。同时还研究了不同底漆粘接层对涂层耐磨性能的影响,得到以环氧树脂为底漆、氟碳-丙烯酸树脂共混为中间漆制备的底面复合防油涂层具有较好的耐磨性和高附着力。结果表明,由于颗粒表面的氟硅烷接枝量较多,形成致密化的网络结构,防止油滴渗入,从而使得涂层具有较好的防油性能。制备的涂层能够疏正癸烷液滴;在80℃人工油污中浸泡180天后,大豆油滴滚动角小于20°,表面油污粘附面积小于5%,即使在黏度大于2000cP的高黏度油污中仍然可以保持表面清洁;在酸碱盐溶液中浸泡180天后,涂层依然维持其疏油性。该涂层的化学稳定性相比水性翻转防油涂层有较大提升,一定程度上解决了油污粘附影响运行效率和防护涂层长效性能差的问题,但是其抵抗硬质磨损的性能仍然较差,磨耗仪250g负载磨损10圈后油滴滚动角大幅上升,这是由于涂层表面的面漆功能层易受到外界磨损作用,颗粒掉落,从而使得表面的低表面能物质减少,丧失疏油性。最后,尝试通过底面合一的方法制备防油涂层提高涂层的抵抗硬质磨损性能,以无机粘结剂磷酸二氢铝(ADP)与防油面漆颗粒(F-SiO2)进行结合得到涂料,制备长效耐磨防油涂层。研究了ADP及防油面漆颗粒添加量对涂层耐磨性能的影响,并探索了酸碱性、涂料固含、涂层厚度和粗糙度等因素对涂层性能的影响,得到了具有良好耐磨性能的防油涂层配方。这是由于涂层中含有上述高度改性的面漆颗粒,具有良好的疏油效果;ADP能够与基材以氢键连接、与面漆颗粒键合,提高涂层附着力和强度;获得的类胶囊状粗糙结构能够在磨损后不断露出改性颗粒,保持其超疏油性能。实验结果表明,ADP@F-SiO2涂层具有良好的长效耐磨性能,经磨耗仪250g负载磨损500圈后油滴滚动角达到10°,仍然具有疏油性能;经人工油污浸泡5天后涂层油滴滚动角达到10°;可耐酸碱盐溶液浸泡至少7天;同时,涂层显示出较好的湿热稳定性。该涂层与上述油性长效防油涂层相比,耐磨性能大幅提升,能够应对较为苛刻的易受磨损环境,但是由于亲油性ADP的加入使得涂层的长效耐油泡性能有所降低。
其他文献
学位
学位
ADC作为连接模拟信号与数字信号的桥梁,成为了现代电子系统中重要的一环。在ADC的众多结构中,流水线结构在实现超高速、高精度方面具有良好的潜力,但是噪声、失调、失配等非理想因素的存在,限制了流水线ADC整体性能的提高。因此必须引入校准技术对非理想因素进行校准,以保证流水线ADC高性能的实现。本文对流水线ADC及其校准技术的研究现状进行了全面的调研,明确了流水线结构的优势和校准技术在其高性能实现方面
相变材料由于受外部环境或者外场,如温度、光、压力、电场和磁场等,可以在不同状态之间可逆切换,如同信号或者相态的传递或者记忆,可在传感器、数据存储、光学技术等领域显示出突出的发展潜力,因此其物理特性得到了广泛的研究。其中无机钙钛矿一直是作为研究主力军的角色,典型的如Ba Ti O3(BTO),Li Nb O3等,均显示出优异的可切换介电,磁性甚至铁电性能。但是其加工烧结温度高且成分有毒限制了它们的某
在海洋环境中,桩基的存在改变了其周围原有的水流流态,导致在桩基周围发生局部冲刷现象,影响桩基承载力和风机安全。与传统桥墩局部冲刷不同,在波浪和水流的联合作用下,海上风电单桩基础的局部冲刷机理相对复杂,影响因素较多,导致现有局部冲刷计算方法存在差异,冲刷防护措施存在明显的不足。本文通过模型水槽试验,系统地研究了单独恒定流、单独波浪及波流联合作用下单桩基础的局部冲刷问题,基于量纲分析法和数据组合算法(
射频单刀双掷开关作为射频收发机前端系统的关键模块,其性能直接影响整个收发机系统处理信号的能力。随着通信技术的不断发展,通信系统对收发机模块的性能需求不断提升,这也对开关的插入损耗、隔离度以及线性度等性能提出了更高的要求。因此研究并设计高性能的射频单刀双掷开关成为收发机系统研究的重难点之一。本论文基于65nm CMOS工艺设计了两种应用于收发机前端的24.25~29.5GHz单刀双掷射频开关。由于收
摩擦耗能式自复位拉索(Friction-Damped Self-Centering Tension Braces,简称FSTB)是一种新型减震装置,它具有自重轻、构造简单、加工和施工安装方便等优点,并具有良好的复位能力和稳定的耗能能力。为进一步研究摩擦耗能式自复位拉索在实际结构中的减震性能,本文先后开展了实时混合模拟试验、减震设计方法研究及地震响应分析,主要工作及结论如下:(1)介绍了摩擦耗能式自
学位
微塑料在环境中分布广泛而持久,潜在的生态风险正受到越来越多的关注。相关研究表明,微塑料会改变水处理系统的微生物群落结构,抑制微生物活性,从而影响污水处理效能。人工湿地中的微塑料赋存情况已有报道,关于微塑料对人工湿地净化效能的影响尚不明晰。本文以投加微塑料的合成污水为人工湿地进水,考察了聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)和聚苯乙烯(PS)3种微塑料在不同暴露水平(0mg/L、1mg/L、50mg/L)下
属性基加密方案(Attribute-based Encryption,ABE)能够对加密数据实现细粒度的访问控制,适合云计算中的数据共享场景,因此成为云计算中常用的数据加密方案。然而,随着量子计算技术的发展,已经出现了量子算法可以快速地解决离散对数难题等数学难题。因此,传统的属性基加密方案存在被量子计算攻击破解的安全隐患。为了防御潜在的量子计算威胁,基于格的加密算法被提出并应用于属性基加密方案,以