豆丁网有这个水性涂料的研究进展道客巴巴有这个水性丙烯酸酯涂料毕业论文
自从人类发现了金属,金属就与我们的生活息息相关。人类如何在一种偶然的情况下发现了它并懂得利用它,这确实是个迷。总之,在几千年前,我们祖先对青铜器的铸炼技术就达到了十分精湛的程度。开始,人们为了满足生存的物质需要,把青铜器大量制造成生产和战争品,如刀具、器皿、锄犁。随后,就是货币以及各种首饰、日用品、装饰品和建筑装饰。加工金属品,在手工操作的年代,主要靠冶炼、锻打、铆接等工艺手段,以为金属的特性,在加工上较困难,这种方式制造出来的产品,既不可能大量生产,工艺上也比较粗糙,直至工业化时代,机器生产代替手工操作,金属产品才能大量进入社会和我们家庭。人类的爱没有天性与生俱来,在一个解决了温饱和物质生活丰裕的社会,文化艺术和精神生活,就成了人们的下个追求目标。在众多装饰点缀生活的形式中,金属构件以其独特的韵味而独占一角。其中,又以铁件为主体。以铁件为主体的装饰艺术,称为铁艺。从历史上看,虽然我们的祖先对金属的利用较早,但在金属装饰艺术上,却未有很大的发展。而在西方,因冶炼技术的发展和工业化进程的到来,铁艺的使用却相当广泛,并且在20世纪初大量流入中国。所以,今天我们所见到的各种铁艺,在艺术造型上,在图案纹理上,都带有西方造型艺术风格的烙印。根据铁艺的不同用途,可以把它归为六类,即:建筑装饰类,家居类,灯具类,支架类,日用品类,摆设类等等......。建筑装饰类:包括大门、门花、把手、窗、窗花、窗栏、围栏、基围、柱花、梁花、墙花、屏花、扶手、檐花、壁炉等等......。家具类:包括登、椅、桌、床、茶几等等......。灯具类:包括街灯、落地灯、台灯、壁灯、吊灯等等......。支架类:包括书架、台架、花架、牌架等等......。日用品类:包括餐具、花篮等等......。摆设类:包括案头小摆设品、艺术品等等......。从以上类别可以看出,铁艺品几乎包括了日常生活所接触到的大多数物品。而且,随着技术的完善,它们的制作更为精美、种类更为广泛。铁艺受到了人们的喜爱,源于它有与众不同的特色。在质地上,它们有一种金属质感,形体厚重沉实,图案精美却线型硬朗。根据加工技术的不同,它会有不同的观感。以铸造成型的铁艺,具有硬实、粗犷、沉着、大气的感觉;压制成型的铁艺,平整、流畅、精细;机械车磨雕刻成型的铁艺,小巧、精美、亮洁;扭弯曲焊接成型的铁艺,线型强、有飘逸感,图形鲜明;锻打成型的铁艺,形体表现丰富,图案多变。铁艺是金属品,耐磨耐用,不易破损,较易维护和高贵气质。铁艺得到人们的青睐,除了以上的特征外,最主要的原因是它所体现的文化内涵。传统的古典式铁艺,传达了一种欧洲大陆风情,异国文化,一种不同于本土传统文化艺术的装饰形式。这种装饰形式,在纹理上,以曲线弧形及几何图形为主,图案则以动植物(花鸟)为主,构成形式有类似中国的勾勒和剪纸手法,形体彼此衔接牵连,点、线、面相结合。图案单元基本是连续重复的,其中总可以找到一个对称点。也有用堆叠造型的方式,使产品带有浮雕的感觉。铁艺适用的范围及其艺术造型,与其他的材料造型对比,并无特别之处,其最大魅力在于铁器的质地、质量和机理。铁艺主要用于建筑、家居、摆设品等,可构成这些东西的材料日益丰富和完善,而在这些各具特色的材料中,铁艺的独特角色始终不能被取代,因为这是一种金属的特色。它的材料便宜易找,耐用结实,运用现代的加工技术可加工成各种形态。特别在建筑行业中,它与土、木、石、水泥等主体材料形成一种和谐对比,成为建筑美学中的一种重要元素。铁艺制作的材料,有生铁和熟铁不锈钢、合金铝、铜、锡等。生铁较脆,主要用于铸造,称为铸铁。如大门架、床架、桌架、街灯架、围栏框架等。铸造成型的铁艺,粗犷厚实,以柱子台座为主。熟铁较韧,往往是冶炼后锻打成型,可粗可精。锻造或锻打或冲压单个部件后,将数个部件用焊接或铆接的方式进行组合拼装,就能完成整件铁艺的制作。铁艺成型后,要进行金属的表面处理。表面处理有几种方法,常用的有“拖漆和烤漆”,即根据需要在铁艺上打上不同的底色,表面再涂以光油进行保护。常用的色彩有黑色、墨绿色、古铜色、金色、银色等。此外,还有电镀法,将整件铁艺放入电镀池中电镀成色。除了铁外,还有以不锈钢、合金铝、铜、锡等为材料的金属装饰品。其范围也从传统的扶手栏杆。大门灯杆到精细礼品、案头摆设、灯座壁挂。在现代人们对个性家居的要求下,铁艺设计,要考虑对象用途、使用的具体环境、环境的装饰风格、材料、色调等,同时,还要考虑铁艺的加工性能、重量。以及与其他材料的结合。例如以大铁门为例,如果设计成通花形式,可一次铸造成型,再打磨成品。如果是铁皮封闭型,门上的装饰件可用铸叶、铸花件焊接,并可在门上配上矛尖或柱头。梯柱也同样如此。因此,设计时除了要考虑对象造型、款式、图案外,还要考虑哪些部件是铸造、哪些是冲压、哪些是扭曲成型(用弯曲机),以及它们的结合方式。在图案设计上,现时的流传风格,仍是以欧美为主。因人们一向认为,铁艺表现的应该是欧美情调,而东方风格则适合用木结构。其实,铁艺同样可以表现东方风格的很少。图案设计,基本是一种纹理设计,运用左右、上下、中心对称和水平、垂直的构图来展开设计,数组图案组成画面。形式上有弧线与弧线,弧线与直线,直线与直线的结合。当然,这些都是根据使用功能来确定。铁艺的一个显著的特点,是大多数的产品是由铁支、铁条组成的,就是说,它们都呈现一种通透的感觉。这种通透感是其艺术特色之一。铁艺本身是一件产品,也是一件艺术品或装饰品。在现代环境装饰中,铁艺愈来愈得到人们的青睐。和过去铁艺多用在建筑构建中不同,现代铁艺已作为一种纯装饰品进入家居环境。例如:传统铁艺多是扶梯栏杆、围墙栏栅、窗栏、大门、几桌架。现在,通花式的装饰铁艺已更多地用在墙壁、天花、内门、玻璃、厅和卧室。装饰铁艺并非建筑构建,无实用功能,纯粹装饰。从实用到装饰功能的转换,反映了人们审美价值观的变化,即从物质价值观变为精神价值观,从传统审美观转为多元审美观。而且,随着经济与科技的进一步发展,铁艺的创作形态和适用范围亦将更多样化、科技化,艺术形态更为丰富。其组成图案也将会脱离传统样式,表现出更多的人文理念。在一个高智能化的建筑时代,金属的运用将会竭尽其所长,在满足产品功能之中,科技性、艺术性、装饰性将会巧妙地揉合在一起,呈现出一种完美的形态。铁艺的应用(一)铁艺作品1、铁艺的定义铁艺最经典的定义是铁与火的艺术。当然这个定义并不全面,没有涵盖现代工艺。为方便初学者,铁艺简明的定义为:用铁(含其它金属)做成的,主要起装饰作用的物品。2、铁艺的材料铁艺的材料是铁,但由于装饰的需要和出于加工的考虑,有时也把合金钢的、铜质的、铝制的材料制成的金属统称为铁艺。3、铁艺的工艺铁艺的加工通常采用的工艺手段是铸造、锻造和焊接,有时也借助机床加工。(二)铁艺的分类铁艺作品从大的类型分,有园林建筑铁艺、家具装饰铁艺、工艺美术铁艺。按铁艺材料及加工方法分,铁艺有3大类,即扁铁花、铸铁铁艺、锻铁铁艺。1、扁铁花:以扁铁为主要材料,冷弯曲为主要工艺,手工操作或用手动机具操作,端头修饰很少。2、铸铁铁艺以灰口铸铁为主要材料,铸造为主要工艺,花型多样,装饰性强。3、锻铁铁艺以低碳钢型材为主要原材料,以表面扎花、机械弯曲、模锻为主要工艺,以手工锻造辅助加工。(三)铁艺的应用特点1、实用性和装饰性铁艺施展魅力的机会源于人们对环境美的追求,伴随着一个新建筑、新家庭、新装饰、新店面的诞生,一个铁艺应用的机会就来临了。2、安全性和通透性现代都市生活节奏很快,安全感对人们越来越重要。3、体现私有性尊重个人隐私,保护私有财产是社会文明的体现。4、突出展示性铁艺本身就意味着拥有说不出的富足,拥有铁艺中的珍品,不仅是个人某种情结的张扬,更是对历史的追忆,对异国情调的崇尚。5、持久性和环保概念铁艺之所以能在建筑和装饰材料中占有一席之地,是因为铁艺本身有良好的强度、抗风性、抗老化、抗虫害,这是其它材料难以比拟的
最近几年国内精细化工行业都在关注一个问题:21世纪精细化工的发展趋势。自从20世纪90年代后期以来,我国决定加大在能源、信息、生物、材料等高新技术领域的投资力度,化工作为传统产业没有被列入国家优先发展的行列,而被有的人归于夕阳工业。但事实并非如此,特别是我们精细化工,由于它在国民经济中的特殊地位,由于它和能源、信息、生物化工以及材料学科之间的紧密联系,它在我国现代化建设中的作用将愈来愈重要,而成为不可替代、不可或缺的关键一环。 在这里我充满信心地告诉大家,精细化工在中国、乃至在世界,依然是朝阳工业,前景一片光明。 一.精细化工在国民经济中的地位 我们都知道精细化工是生产精细化学品的化工行业,主要包括医药、染料、农药、涂料、表面活性剂、催化剂,助剂和化学试剂等传统的化工部门,也包括食品添加剂、饲料添加剂、油田化学品、电子工业用化学品、皮革化学品、功能高分子材料和生命科学用材料等近20年来逐渐发展起来的新领域。中国是个人口大国,十多亿人的生存与生存质量与精细化工息息相关。增加粮食产量,需要多种高效低毒的农药、植物生长调节剂、除草剂、复合肥料;抵疾病需要多种医药、抗生素;石化工业生产需要催化剂、表面活性剂、油品添加剂和橡胶助剂等。服装、丝绸工业需要高质量的染料、纺织助剂、颜料;美化环境、改善居住条件需要不同的涂料、黏合剂;据报道一台电视机与2000多种化学品有关,其中绝大部分是精细化学品。 正由于精细化工对国民经济和人民生活的重大贡献,被我国先后列为“六五”、“七五”、“八五”和“九五”国民经济发展的战略重点,并作为七大重点工程之一来抓。经过20多年的努力,我国精细化工得到了长足的发展。目前我国精细化工企业总数已达11000余家,传统领域精细化工企业7000多家,其中染料、颜料企业1525家,农药及其制剂加工企业1243家,涂料生产企业4544家;新领域精细化工企业3900家. 精细化工行业总产值达1200亿元,其中新领域精细化工产值为600~700亿元。许多精细化工产品产量如染料、农药等居世界前列。有部分精细化工产品已能满足国内需求。 精细化工的发展,促进了其它行业如农业、医药、纺织印染、皮革、造纸等衣、食、行和用水平的提高,同时为这些行业带来了经济效益的提高。 精细化工的发展,为生物技术、信息技术、新材料、新能源技术、环保等高新技术的发展提供了保证。 精细化工的发展,直接为石油和石油化工三大合成材料(塑料、橡胶和纤维)的生产及加工、农业化学品的生产,提供催化剂、助剂、特种气体、特种材料(防腐、防高温、耐溶剂)、阻燃剂、膜材料,各种添加剂,工业表面活性剂、环境保护治理化学品等,保证和促进了石油和化学工业的发展。 精细化工的发展,提高了化学工业的加工深度,提高了大的石油公司、大的化工公司的经济效益。 精细化工的发展,提高了国家的化学工业的整体经济效益,增强了国家的经济实力。 当今,精细化工已成为世界化学工业发展的战略重点之一,也是化学工业激烈竞争的焦点之一。因此国家经贸委在“十五”工业结构调整规划纲要中指出:化学工业的发展是以“化肥、农药和精细化工为重点”。化肥和农药直接与粮食生产有关,所以精细化工和粮食生产一样重要,只能立足于国内,不能依赖于国外,关系国计民生的、不可或缺的重要经济部门。 二.国内外精细化工的发展现状 据统计全球500强中有17家化工企业,其中前几位是美国杜邦公司、德国巴斯夫公司、赫斯特公司和拜尔公司,美国的道公司以及瑞士的汽巴—嘉基公司等。它们都有百余年的历史,在20世纪70年代以前都大力发展石油化工,后来逐渐转向精细化工。德国是发展精细化工最早的国家。它们从煤化工起家,在20世纪50年代以前,以煤化工为原料的占80%左右,但由于煤化工的工艺路线和效益不佳,1970年起以石油为原料的化工产品比例猛增到80 % 以上。 杜邦公司是世界上最大的化学公司,成立于1802年。它从1980年前后才从石油化工大幅度地转向精细化工,比德国和日本起步晚,但发展速度却很快。该公司对以往通用产品以提高质量、降低成本和提高市场竞争力为目标,80年代以来,扩大了专用化学品的生产,主要为农药、医药、特种聚合物、复合材料等精细化工产品的生产。该公司的长远目标为发展生命科学制品,为保健品、抗癌、抗衰老等药物和仿生医疗品,1995年该公司利润为33亿美元。
无污染水性涂料论文关键词:丙烯稀丁酯苯乙烯乳液聚合预乳液乳化剂引发剂 论文摘要 :本文叙述了,苯乙烯和丙烯酸丁酯在乳化剂:十二烷基硫酸钠,引发剂:过硫酸铵,存在的情况下利用连续滴加预乳液的聚合工艺,合成苯丙乳液的过程。并通过几组平行实验确定反应温度、搅拌速度、预乳液的滴速及不同时期反应时间对乳液合成及其性能的影响。通过观察反应现象及利用测定实验产物的数据,不断对实验进行改进,尽量减小不良因素对产物性能的影响。试验表明:温度在82-84℃,预乳液在两小时左右滴完,预乳液发生聚合的现象明显。温度50℃,强力搅拌一小时制得的预乳液的质量较好。引发剂的量应小于,用量过大乳液会发生破乳。Abstract :This text has been narrated, styrene and acrylic acid cube ester are in the emulsifier : 12 alkyl sulphuric acid sodium, initiator: Pass sulphuric acid ammonium , is it is it add craft of getting together of the cream in advance to drip in succession to utilize under the situation that exist, formate the course of third cream of benzene. And parallel experiment confirm temperature of reacting , mix speed, cream drip speed and react time impact on the cream is formated and performance with period in advance through several group. Through observing the phenomenon of reacting and utilizing determining the data which test the result , are improving the experiment constantly, try one's best to reduce the impact on performance of the result of the bad factor. The test shows : Temperature, in 82-84 degrees Centigrade, the cream is dripped in about two hours in advance, the phenomenon that the cream gets together is obvious in advance. 50 of temperature, brute force mix make one hour the quality of the cream is better in advance. The quantity of the initiator should be smaller than , the broken milk happens in the too big cream of consumption .Keywords: Propylene rare cube ester Styrene The cream getting together The cream in advance Emulsifier Initiator 第一章 绪论 建筑涂料的发展方向是无毒安全、节约资源、有利于环境保护的水性涂料和无公害低污染涂料。不断提高水性涂料的质量,开发新的品种,是巩固和发展水性建筑涂料的重要环节之一。国外对建筑物的外墙面装饰非常重视,,经常有计划地涂装建筑物外墙,有的国家高达90%。在我国,相当一部分建筑仍然采用面砖或幕墙进行装饰,而用涂料进行装饰的还不足10%。目前使用的外墙涂料品种主要为乳胶涂料和溶剂型涂料,前者大多为苯丙、纯丙薄质乳胶涂料及厚质复层涂料;后者使用较少,但随着最近推出的低毒溶剂型丙烯酸涂料的出现,使用量有所增加。因此,大力发展超耐候性及高性能外墙涂料来满足市场的需求是当务之急。 苯丙乳液是胶体分散体系,具有明显的胶体化学性质,当苯丙乳液与水泥或其他颜料混合均匀后,苯丙乳粒子向浆体内分散,被吸附在其他颜料、水泥凝胶及未水化的水泥粒子的表面上。聚合物粒子封闭了水泥凝胶及未水化水泥粒子的微孔和毛细管孔,水泥进一步水化由于聚合物粒子被吸附在水泥凝胶表面上,使水泥浆体内存在足够的水分,防止了水泥的结块现象,因此苯丙乳液水泥漆具有一定的贮存稳定性。苯丙乳液实际上是由苯乙烯和丙烯酸酯类单体共聚而成,本文从最终产品的性能比考虑,选定由苯乙烯和丙烯酸酯共聚体系,并加入少量丙烯酸作为交联剂。反应过程按自由基加成方式聚合。在施工后形成涂膜时,由于基材吸收了一定的水分和水分的蒸发,涂膜发生了物理机理干燥,分散于水相中的苯丙乳液水泥等复合物粒子就慢慢接近,以至相互接触。水的毛细管压力能够把分散的复合物粒子挤在一起,排列愈紧、压力就愈大,水分挥发愈快,复合物中的苯丙乳液树脂包围的水泥和填料同时呈在干硬的膜之中,构成一个三维空间,牢固结合密实的整体。 苯丙乳液聚合机理 乳液聚合的机理HarKins首先做了定性的描述了。他认为,当乳化剂溶于水时,若其浓度超过临界胶束浓度时,则乳化剂分子聚焦在一起形成乳化剂胶束。在乳化剂溶液中加入难溶于水的单体并进行搅拌时,单体大部分分散成液滴,部分单体则增溶于乳化剂胶束中。当水溶性的引发剂加入后,引发剂在水中生成自由基并扩散到胶束中去,并在那里引发聚合反应。 HarKins将理想乳液聚合机理分为三个阶段:第一阶段: 乳胶粒生成期从诱导期结束到胶束耗尽这一期间为聚合第一阶段。在此阶段中,由于水相中引发剂分解出的自由基不断的扩散到胶束中,并在那里引发聚合反应,生成单体、聚合物粒子,既乳胶粒,随着反应的不断进行,新乳胶粒不断产生,使聚合反应进行一个加速期。另一方面,随着放映的进行,乳胶粒的体积渐渐的增大,其表面积也随之增加,这样越来越多的乳化剂分子从水相被吸附到乳剂粒表面上,因而破坏了乳化剂与胶束间的平衡。胶束中的乳化剂分子不断补充入水相,直到转化率达到一定程度后,水相中的乳化剂浓度下降到临界胶束浓度以下,胶束即告消失。此时,不再有新的乳胶粒生成,聚合体系中的乳胶粒不再变化,至此反应转入第二阶段。第二阶段:反应恒速期从胶束消失到单体液滴消失这一期间为第二阶段。此阶段由于胶束的消失,体系中不再有新的乳胶粒生成,总的乳胶粒数目保持不变。且随着聚合反应的进行,单体液滴中的单体不断扩散入乳胶粒中,使粒子中的单体浓度不变,所以此阶段聚合速率保持不变,直至单体液滴消失,聚合速率下降,反应转入第三阶段。第三阶段:降速期从单体液滴消失至聚合反应结束为第三阶段。此阶段由于单体液滴的消失,不再有单体经水相扩散进入乳胶粒,故乳胶粒中进行的聚合反应只能靠消耗粒子中贮存的单体来维持,使聚合速率不断下降,直至乳胶粒中的单体耗尽,聚合反应也就停止。 乳液聚合工艺 生产聚合物乳液和乳液聚合物有多种工艺可供选择。如间歇工艺、半连续工艺、连续工艺补加乳化剂工艺及种子乳液聚合工艺等。对同种单体来说,若所采用的生产工艺不同,则所制造的产品质量、生产效率及成本各不相同,因此具体应用中可根据对产品的性能要求和不同生产工艺的不同特点,来合理选择可行的生产工艺。 预乳化工艺 在进行连续或半连续乳液聚合中,常常采用单体的预乳化工艺。将去离子水投入预乳化罐中,加入乳化剂,搅拌、溶解,再将单体缓缓加入,在规定的时间内充分搅拌,得到稳定的单体乳状液。该工艺可使单体、乳化剂分散均匀,使以后的聚合过程中体系的稳定性提高,乳胶粒尺寸分布较均匀,共聚物组成均一。 种子乳液聚合 种子乳液聚合即先制取种子乳液,然后在种子的基础上进一步进行聚合,最终得到所需的乳液。种子乳液是在种子釜中制成的,其过程为:先向种子釜中加入水、乳化剂、水溶性引发剂和单体,再于一定温度下进行成核与聚合,生成数目足够大、粒度足够小的乳胶粒。然后,取一定量的种子乳液投入聚合釜中,还要加入去离子水、乳化剂、水溶性或油溶性引发剂及单体,以种子乳液的乳胶粒为核心,进行聚合反应,使乳胶粒不断增大。在聚合时,要严格控制乳化剂的补加速度,以免生成新的乳胶粒。采用种子乳液聚合工艺,可以克服连续乳液聚合过程中的不稳定瞬态现象,减小了聚合过程的波动。同时,用种子乳液聚合方法可以有效的控制乳胶粒直径及其分布。在单体量不变的情况下,增加种子乳液的用量,可使粒径减小;而减少种子乳液的用量,则可使粒径增大。由于种子乳液中的乳胶粒直经很小,年龄分布和粒径分布都很窄,这有利于改善乳液的流变性能。另外,采用种子乳液聚合方法可以生产出具有异形结构的乳胶粒的聚合物乳液,这将赋予聚合物乳液特殊的功能和优异的性能。 课题的意义 以上的文献综合了关于乳液聚合的机理、聚合工艺,从中我们可看出,尽管乳液聚合技术的开发始于本世纪早期,在许多聚合物的生产中己经成为主要的方法之一,每年世界上通过这种方法生产的聚合物以千万吨计,有着如此大的经济意义,如此悠久的生产发展历史工艺上也已经比较成熟,但是由于乳液聚合体系众多的影响因素,且各因素间复杂的互动效果,致使其定量的详尽的内部规律还没有完全被人们所掌握,乳液聚合的机理和动力学理论还远远落后于实践。在某种情况下提出来的数学模型,常常不能用于另一种条件和其他单体,不然就会出现很大误差。因此,对于不同的聚合体系、不同的生产操作条件都必须详细的考察各种影响因素和相互关系以求对该体系的特点进行准确的把握,以达到对生产过程和产品质量的有效控制。目前对于各种乳液共聚体系的实验性研究已多有报道,在国内也有多家生产企业,虽然各种乳液的聚合有许多相似之处,但想用类似的工艺制备出性能良好的不同乳液是不可能的。若想制备一种性能良好的乳液,就必须对它的合成工艺做具体详细的研究。苯丙乳液具有色彩丰富、美观大方、施工简便、工期短、工效高;特别具有保色性;耐污染性的优点。适用外墙涂料、彩色涂料、复层花纹涂料、内墙涂料、防水涂料等建筑装饰领域。本文对苯丙乳液的聚合机理、合成工艺、影响因素及产物的性能检测作了详细的介绍。这对于制备出高质量的苯丙乳胶涂料具有很大的科学和经济意义。第二章 苯丙乳液的合成 原料 表1 各种原料名称 级别 生产厂家 单体 苯乙烯 分析纯 沈阳试剂一厂 丙烯酸丁酯 分析纯 北京市兴京化工厂 丙烯酸 分析纯 天津市华东试剂厂 乳化剂 聚乙二醇辛基苯基醚(OP-10) 化学纯 沈阳合富化学试剂厂 十二烷基硫酸钠(SDS) 分析纯 沈阳市化玻站试剂厂 引发剂 过硫酸铵 分析纯 沈阳试剂一厂 缓冲剂 碳酸氢钠 分析纯 沈阳试剂厂 pH调节剂 氨水 分析纯 沈阳市试剂三厂 合成工艺 预乳化阶段 将十二烷基硫酸钠、乳化剂OP-10、24g苯乙烯、24g丙烯酸丁酯在一定量水中快速搅拌混合,使之预乳,得到预乳化液。 主反应阶段 把聚乙烯醇(PVA)、过硫酸钾、十二烷基硫酸钠、乳化剂OP-10与一定量的水混合溶解,装到有搅拌器、回流冷凝管、温度计和两个滴液漏斗的多口烧瓶中,搅拌升温至75℃。加入1/3的预乳化液,控制温度在73~76℃,保温至液体呈蓝光。剩余的2/3的预乳化液和过硫酸钾、碳酸氢钠水溶液分别从两个滴液漏斗中缓慢滴入,在慢速搅拌下于1h内滴完,并在此温度下反应1h。 后处理阶段 升温至86~88℃,保温至无单体回流。降温至30~40℃,调pH值为8~9,过滤出料,即得苯丙共聚乳液。 实验产物性质测定 乳液固含量的测定 在己恒重的称量瓶中,取试样(准确至),放在105-110℃恒温干燥箱连续干燥3h时,取出称量瓶,盖上盖子,放入干燥器中冷却至室温,称重。平行测定三个样品求其平均值。计算公式如下:含固量= G1一称量瓶重(g)G2一称量瓶加试样重(g)G3一称量瓶加恒温干燥后试样重(g)凝聚率和乳液聚合稳定性 乳液的聚合稳定性用凝聚率MC来表示,凝聚率山称重法获得,反应结束后,称量体系产生的凝聚物,放入烘箱烘至恒重,MC越小说明聚合过程的稳定性越好。乳液聚合结束后,用100目丝网过滤乳液,滤渣用水仔细洗涤后烘干至恒重,称其质量为W,聚合用单体及乳化剂总量为W0,计算凝聚物生成量百分比。则MC由下式计算:MC= (W/W0) × 100%乳液粘度的测定 采用涂-4杯,测试温度:25℃第三章 结果与讨论 纯丙乳液聚合共进行三种聚合工艺 单体全滴加法将所有的水、乳化剂、引发剂、助剂等全部投人三颈瓶中,搅拌、升温,将称好的单体混合后倒人滴加漏斗中,当温度升高到聚合温度时,滴加漏斗中的单体,在3h内滴定,然后恒温至转化率>98%,降温调节pH值出料。 种子聚合法将水、乳化剂、助剂,5%单体投人三颈瓶中,搅拌,升温至聚合温度,反应一lh后,再分别滴加剩余单体、引发剂3h滴完,恒温至转化率>98%,降温调节pH值出料。 预乳化法取4/5的水、乳化剂、引发剂、助剂全部单体投人三颈瓶中,在室温下快速搅拌乳化30min,然后将1/3的预乳化液和1/5的水投人另一个三颈瓶中搅拌,升温至聚合温度,反应一lh后滴加余下的预乳化液,在3h内滴完,恒温至转化率>98%,降温调节pH值出料。通过比较,我们认为:方法(1)在反应后期转化率上升缓慢,方法(2)滴加时,引发剂与单体较难控制同步,方法(3)操作方便,后期反应较快,转化率都达到98%以上。 反应温度的影响 表2 反应温度的影响温度/℃ 凝胶量 乳液外观 转化率/% 离心稳定性 65-75 无 乳白蓝光 <80 稳定 75-85 无 乳白蓝光 80-90 稳定 85-95 大凝 乳白色 >95 破乳由表2可看出,当温度高于900C和低于700C时,聚合反应效果均不理想。引发剂在较低温度下分解慢,形成的活性自由基少,反应速率慢,转化率低;反应温度过高时,反应速率过快,体系不稳定易产生凝胶和粘釜现象。这主要是因为高温下乳化剂的特性发生了变化,乳化效果变差。综合考虑,本实验分两阶段,采用不同温度聚合。前期滴加单体阶段,保持温度75-850C,使反应体系稳定;滴加完单体后再升温到85-900C进行保温,加快反应速率,缩短聚合完全的时间。当反应温度升高时,乳胶粒布朗运动加剧,使乳胶粒之间进行撞击而发生聚结的速率增大,故导致乳液稳定性降低;同时,温度升高会导致乳液稳定性下降,因为非离子型乳化剂遇水时将同水分子发生缔合形成水化乳化剂分子,可使其很好的溶解在水中形成透明溶液,并在乳胶粒周围形成很厚的水化层,但在反应温度升高时,水分子热运动加剧,水和乳化剂分子间缔合力减弱,会使乳胶粒表面上的水化层减薄,当达到某一温度时,水化层大幅度减薄,使乳化剂分子在水中的溶解度减小,以至于使之从水中沉析出来,溶液浊度突然升高,这一温度就是非离子乳化剂的浊点,此时乳化剂就失去了稳定作用,导致破乳。 搅拌强度的影响 表4 搅拌速度对乳液质量的影响搅拌速度 前期 中期(升温反应期) 保温期 慢速 乳白 乳白 蓝光充足 中速 微蓝 微蓝 蓝光充足 较快速 微蓝 蓝光充足 乳白 快速 蓝光充足 微蓝 乳白在乳液聚合过程中,搅拌的一个重要的作用是把单体分散成单体珠滴,并有利于传质和传热。但搅拌强度又不宜过大,否则会使乳胶粒数目减少,乳胶粒直径增大及聚合反应速率降低,同时会使乳液产生凝胶,甚至招致破乳。因此对乳液聚合来说,应采用适度的搅拌。第四章 结论 根据多组平行实验得出预乳液制备的好坏将直接影响乳液质量和性能。制备预乳液时,应在反应器中先加入引发剂、乳化剂再加入单体。这样反应器中就先具备了乳液发生聚合的条件,防止单体间自聚,并在50OC 强力搅拌(大约350转/分)40分,制得的预乳液比较理想。温度对乳液的聚合影响也很大,如果控制不好将出现破乳或凝聚。由实验得出乳液聚合的最佳温度为82 OC-84 OC,当温度高于900C和低于700C时,聚合反应效果均不理想。引发剂在较低温度下分解慢, 形成的活性自由基少,反应速率慢,转化率低 ;反应温度过高时,反应速率过快,体系不稳定 ,易产生凝胶和粘釜现象。这主要是因为高温下乳化剂的特性发生了变化,乳化效果变差。预乳液的滴加速度对聚合也有影响,如果滴加过慢乳液可能会破乳,过快预乳液反应不完全,可能发生自聚。在不同时期玻璃棒的搅拌速度一定要控制恰当, 预乳化阶段和主反应阶段较快(大约350转/分) ,后处理阶段较慢(大约150转/分).本实验中乳化剂的用量控制在左右 ,引发剂控制在,但每次制得乳液的质量都不太理想,可见乳化剂和引发剂的用量乳液聚合影响存在.乳液中的,酸性或碱性过强,或反应温度过高会破坏乳液体系的稳定性,产生凝胶,因此应严格控制乳液的 pH值和温度。本实验中一是加人适量的NaHCO3控制乳液的 pH值。苯丙乳液在制备过程中,内部反应及其复杂,如果反应过程中控制不当或选用的工艺、配方不合适等因素均可导致凝聚现象发生,凝聚的形态有多种,如产生一些粗粒子,或者可能在整个反应器内凝成一团。可见影响乳液质量的因素是多种多样的。
塑料涂料的研究现状与展望摘要:从塑料涂料的成膜基料、涂料性能、施工应用等方面,阐述了国内外塑料涂料的研究现状,并提出了塑料涂料研究存在的问题与发展要求。关键词:塑料涂料;涂料性能;涂料应用;现状与展望0引言随着石油化工与煤化工的发展,高分子材料的合成技术与新材料的推广应用不断延伸,塑料作为新型非金属材料,在抗张强度、韧性、尺寸稳定性等方面取得一系列进展。传统的塑料制品表面抗老化、抗静电、耐划伤、颜填料印痕等问题与新型塑料制品的功能化、装饰性、安全性等问题共同成为塑料涂料与涂装的中心内容。塑料的一个重要发展课题就是合金化。所谓合金化,实际上是多种高分子材料的物理混合,利用各种高分子材料的优点,互相补充。然而合金化给涂装带来了新的问题———涂层材料的成膜物树脂与塑料底材之间的匹配性,正因为如此,目前塑料涂料采用的成膜树脂将日趋多组分、多官能团化,同时塑料涂料的环境影响也日益受到关注,加之新型功能性颜填料与助剂的采用,塑料涂料已以全新的面貌呈现在人们面前。1成膜基料的官能化趋势鉴于塑料底材结构的复合化,与传统的塑料相比,单纯从氢键值、溶解度参数等角度考察单一树脂与塑料底材之间的相容性已十分困难。作者在塑料涂装厂对ABS塑料进行涂装过程中发现,厂方声称的ABS基料耐溶剂性能极差,当涂料中含有一定的芳烃溶剂时,涂膜干燥过程中出现细细的“银纹”。经了解,塑料本身掺入大量高抗冲聚苯乙烯改性,而这种情况目前在塑料涂装市场上非常多见,现在能遵循的规律是表面张力与结构相似程度,只有成膜物的表面张力比底材低,且成膜树脂与底材相比具有一定的相容性,涂膜才能附着在塑料表面。因此,具有低极性的聚丁二烯、聚丙烯酸酯与醇酸改性氯代烃聚合物等对很多塑料乃至塑料合金都具有极佳的亲合性。对于聚乙烯与聚丙烯塑料,氯化聚烯烃的改性仍是目前较佳的选择。Muenster等[1]用混有高密度聚乙烯的聚亚乙烯基氯化物作为成膜基料对聚乙烯复合塑料具有极好的粘附性。Lami等[2]直接采用氯化聚乙烯涂敷在聚乙烯表面,然后与聚氨酯配套。Menovcik等[3]利用羟基官能化烯烃聚合物与可与羟基反应的化合物反应制得对烯烃具有良好附着的附着力促进树脂。巴斯夫公司则利用对聚烯烃进行聚氨酯改性,在确保对聚烯烃底材附着力的同时,与其他树脂的配套相容性也得到保证[4]。上述改性树脂从某种意义上说,解决附着力的根本原因在于结构的相似相亲。Eaztman公司的cp343系列产品、中海油常州涂料化工研究院的P-18系列等产品均为氯化烯烃的接枝改性物。目前氯化聚烯烃的丙烯酸酯、马来酸酐等改性极其活跃,而王小逸等[5]以双戊烯烃聚合物为母体,丙烯酸单体在引发剂作用下接枝形成苯乙烯-双戊烯烃共聚物,实际上是利用聚戊二烯在结构上与聚烯烃塑料的相似性和低表面能状态,所以说,成膜物主体结构与塑料基体结构的相似性仍是塑料涂料成膜树脂合成追寻的重要手段。在研究中曾发现,某些羟基丙烯酸树脂作为基料的涂料,利用脂肪族异氰酸酯作为交联剂在特定的ABS塑料表面涂覆(目前市场多为合金)几乎没有附着力,而当交联剂改为芳香族异氰酸酯时,附着力却十分优异。笔者认为,根本原因在于交联剂转变为芳香族异氰酸酯时,由于成膜后树脂中苯环结构增多,结构的相似性(多体现在溶解度参数与氢键值上的相近)增强,所以附着牢度增大。同样作为结构的相似相亲,环氧-聚酰胺在尼龙底材上的润湿就是利用涂膜中的聚酰胺与尼龙结构的相似性而产生强附着[6]。而各种聚氨酯成膜物(丙烯酸聚氨酯、聚酯聚氨酯等)在聚氨酯塑料上的附着同样与结构相似相关联[7-8]。除传统的溶剂型合成方法外,等离子聚合[8]、乳液聚合也成为塑料涂料成膜树脂合成的新方法,而乳液聚合技术是伴随水性化技术的发展而发展的,在塑料涂料水性化方面起了相当大的作用。作为与光固化配套的底漆,塑料涂料用基体树脂除传统的羟基丙烯酸类外,高软化点、耐溶剂侵蚀的热塑性丙烯酸树脂成为人们关注的焦点之一。为了提高热塑性树脂的耐溶剂性,—CN基或微交联特征的硅氧烷的存在是必要的,有时为了解决配套性,可能在树脂中掺入纤维素类树脂。总之,塑料涂料用成膜树脂如同塑料本身的复合化一样,基料组分从单一结构向多组分结构拓展,甚至采用不同软化点的同类型树脂复合体。依靠单一成膜树脂已很难满足现代塑料涂料的发展要求,而通过合成技术一次性将同一树脂中掺入多组官能团且在同一种树脂中实现软、硬段的高度分离都极其困难,不同结构、不同属性的基料通过物理混合的方法要简单得多,但是物理混合往往出现相容性问题,这是在塑料涂料的配方设计过程中需高度关注的。2环保型塑料涂料2·1粉末涂料一般来说,粉末涂料由于采用静电涂装,且需高温烘烤交联成膜,所以在通常情况下塑料并不适合采用粉末涂料涂覆。然而由于粉末涂料高交联特征,在耐介质等许多方面具有特定的优势,所以近年来,在如冰箱、空调、小家电等众多领域,粉末涂料成了新宠。为了实现静电涂装,一般在塑料中注入导电纤维,比较常见的如尼龙、聚丙烯、玻璃纤维增强塑料等,涂料品种主要涉及氨基丙烯酸、氨基聚酯等。2·2水性涂料在玩具领域,出于健康、安全方面的考虑,水性化是大势所趋。Patil等[9]利用亲水性淀粉、水性环氧树脂、蜡乳液、三聚氰胺-甲醛树脂及氟化表面活性剂等混匀涂覆于聚乙烯膜表面, 80℃加热24 h后,由于热交联的缘故,涂膜强度、耐水性及附着力均显著提升。Park等[10]通过氯化聚丙烯与丙烯酰胺在引发剂作用下接枝共聚,得到的共聚物在聚丙烯表面具有很好的附着力。利用VeoVa 10 (叔碳酸乙烯酯)与丙烯酸酯共聚,内、外乳化并存,亲水性的二丙二醇丁醚作成膜助剂,所得涂料涂覆于聚丙烯板上,涂膜附着力、耐水性均十分优异[11]。利用磷酸酯与丙烯酸酯反应,用碱中和的方法得到的聚合物配制铝粉漆,不仅铝粉漆分散、贮存稳定性好,而且对塑料底材的润湿性好[12-13]。在研究过程中发现,利用二双键或三双键的丙烯酸酯与其他柔性丙烯酸单体进行乳液共聚,得到弹性的丙烯酸共聚物,不仅强度与普通乳液对比明显增强,而且耐水性十分突出,甚至在PC表面涂覆干燥后在去离子水中煮沸2 h仍不起泡,而一般的溶剂型聚丙烯酸酯均难达到这种要求。笔者认为,这些亲水型聚合物表面均含有一定量的亲水性官能团,水分子可以借助于这些亲水性官能团,十分容易地在膜两边自由进出,而高聚物本身与塑料底材之间的作用远大于高聚物与水及塑料底材与水之间的作用,所以即使在煮沸状态下,水分子对高聚物与塑料底材之间的破坏作用仍比较缓慢,以致耐水煮时间较长。而一般溶剂型树脂多有一定的耐水性,但涂层中的缝隙仍能让水分子缓慢进出,随着水温的升高,水分子运动的动能加大,水分子通过涂膜向底材表面扩散加快,但在加热状态下水分子向涂膜外表面扩散时,由于缺乏亲水性官能团的水合化转移,水分子不断向涂膜冲撞,致使涂膜易于被冲撞而剥落形成气泡。当然水性高分子涂膜的耐水性也仅局限于不被锈蚀的非金属塑料或玻璃表面,而金属材料由于易被氧化产生锈蚀而引起涂层疏松导致起泡。目前,见诸于报导的用于改性水性聚合物成膜后耐水性的研究主要集中在对聚合物进行疏水性改性(降低表面张力)、聚合物内交联、立体结构(如二丙烯酸酯与多丙烯酸酯)、聚合物成膜后自交联(有机硅、酰胺等改性)等[14-15]。为了改善涂膜成膜后的耐溶剂性,在树脂结构中引入耐溶剂的官能团如腈基(—CN)等,或采用交联单体。Kosugi和陈伟林等[16-17]利用苯乙烯与丙烯腈、丙烯酸酯共聚,涂膜的耐水、耐酸性均得到提高。而王玉香等[18]则利用水分散型的多异氰酸酯与水性羟基丙烯酸树脂外交联用于ABS及PC、PVC等塑料的涂装,涂膜的力学性能、耐水性、耐化学性十分理想。Zie-gler等[19]则在水性双组分体系中引入亲水性的助溶剂辅助成膜,由于树脂本身的水溶性相对下降,树脂在硬度等方面调节的空间非常大,以致得到的涂膜综合性能优异,可适应各种塑料底材涂装要求。目前水性塑料用涂料的研究十分活跃,但真正进入工业化生产的规模尚很小,笔者只在汽车、玩具、家电等少数领域发现有使用水性塑料涂料的情况,而且品种主要集中在聚氨酯水分散体、丙烯酸乳液与水性双组分丙烯酸酯涂料,究其原因在于涂料水性化后涂膜综合性能与溶剂型涂料相比尚存在一定的差距,然而无论从环境方面考虑,还是从节能、节约成本角度出发,水性体系是关注的重点,随着新的合成技术、新原材料的拓展,水性塑料涂料的发展空间会相应增大。2. 3光固化涂料相比于粉末涂料和水性化塑料涂料,光固化涂料在塑料涂装领域的发展显得异常迅捷。目前在摩托车、电动车与家电等领域,光固化塑料涂料已得到了广泛的推广,相应地推动了光固化涂料技术本身的进步,包括从单体到助剂与合成技术的进步。Hamada等[20]利用甲基丙烯酸甲酯的均聚物与氨基丙烯酸酯、甲基丙烯酸氧基酯等在光敏剂的引发作用下,得到在ABS表面涂覆的快干涂层。Yaji等[21]采用含三环癸烷结构的光敏剂引发聚丙烯酸酯配制丙烯酸涂料,涂覆在聚苯乙烯底材上,涂层的透光性与表面流平性均非常突出。在聚碳酸酯表面,采用热与光同时激发固化的双重固化模式,涂膜耐紫外光性能得到显著改善[22]。而降冰片烯烃聚合物薄膜表面采用UV固化的聚氨酯改性的氨基丙烯酸酯,在膜中引入二氧化硅不会影响涂层的透明性,且涂层的耐划伤性优异[23]。在树脂中引入弹性链段可提高涂膜的附着力与耐冲击性[24];分子链段中引入含氟的硅氧烷与A-174(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)及胶体二氧化硅,涂膜的透明性、流平性、防污性、耐磨性均因交联和表面张力的降低而得到明显改善[25]。UV固化涂料目前在聚碳酸酯、ABS、聚苯乙烯、聚丙烯等塑料表面应用较为普遍,但仍存在一些问题:(1)涂料与底漆(本色漆或金属漆)之间的附着力问题;(2)罩光漆涂膜放置一段时间易出现雾影,耐湿热性能较差;(3)与聚氨酯等体系相比,涂层耐水性往往显得不够; (4)涂料目前主要用于清漆,通过颜料着色对光固化过程影响较大。光固化残留的自由基影响涂膜的耐黄变性等。3功能化涂料塑料涂料除对塑料制品具有保护功能外,近年来在装饰及功能化领域取得了一系列进展。利用硅氧烷与环氧-硅酸酯共聚物与叔胺作用,得到的涂层在聚酯切片上不仅附着力好,而且耐磨性突出[26-28]。同样对于聚酯片,用丙烯酸-β-羟乙酯酯化二苯基四羧酸二酐,再与甲基丙烯酸缩水甘油酯和邻苯基苯基缩水甘油醚反应,涂膜不仅折光指数高,而且耐磨性好[29]。而利用增滑剂如石蜡或润滑剂,对于含氨基甲酸酯改性聚亚烷基二醇聚(甲基)丙烯酸酯与氨基甲酯改性的聚(甲基)丙烯酸酯混合物在光敏剂存在时,利用UV光照射,得到的涂膜不仅耐划伤、耐候,而且防雾性能好[30]。同样,为了改善防雾性能,Konno等[31]则利用外乳化法,得到的聚丙烯酸酯与胶体二氧化硅、具有阴离子特征的碳酸酯-聚氨酯复合,得到的涂膜对聚烯烃不仅润湿性好,而且具有优良的防雾性。Brand等[32]发现用低氧透过性的聚硅氧烷涂覆在PET膜上,氧透过值只有14 mL/(dm2bar);Yamazaki等[33]发现部分锌中和的聚丙烯酸具有对氧的阻隔性。而Miyasaka[34]则发现聚乙烯醇和浮型二氧化硅混合物制成的涂膜(涂覆于双轴取向的聚丙烯膜)水蒸气与氧的渗透性极低,在20℃, 60%相对湿度及40℃, 90%相对湿度下,分别只有1·5 mL/(m2·24 h·atm)和4·9 mL/(m2·24 h·atm)(1 atm=101·325 Pa)。利用橡胶的减震性,将橡胶与聚硅氧烷、可固化聚氨酯等复合,成膜后由于物件与涂覆底材接触或移动产生的噪音,在一段时间内保持起始静态摩擦系数,具有减震性[35]。热固性或紫外光固化的树脂与含氟聚合物通过热固化或紫外光引发聚合,在聚酯膜上涂覆,具有防反射功能[36]。硅氧烷聚合物等具有低反射指数的涂料,同样具有防反射功能[37]。研究发现,氢氧化铝粒子与低玻璃化转变温度的树脂(Tg: -50~50℃)混合涂覆在聚酯膜表面,具有热辐射功能。4特种塑料涂料塑料涂料除了涂料与塑料之间的作用外,往往还可能存在与其他介质之间的作用,真空镀膜涂料即是如此,它除了与塑料接触外,还与金属镀膜层发生作用,这些涂料在金属膜与塑料底材之间起到桥梁作用。目前真空镀膜底漆主要涉及丙烯酸、氨酯油及改性聚丁二烯等,主要涉及灯具、塑料镀铬装饰,有时具有辅助塑料导电、导热之功能。而面漆则主要为丙烯酸、聚氨酯及聚乙烯醇缩丁醛。孙永泰[38]利用HDI与水作用形成的多羟基型聚氨酯涂覆在塑料镀铬件的外表面,涂膜丰满、坚韧,具有良好的耐磨性、耐冲击、耐化学品与耐湿热性。而氨基丙烯酸涂料、叔碳酸缩水甘油酯改性丙烯酸涂料、含氟丙烯酸酯聚合物等应用于真空镀膜涂料得到的涂膜往往具有高硬度、丰满、耐污染等特征[39-41]。近年来,紫外光固化涂料在真空镀膜领域中取得了较好的应用效果,为了降低涂膜表面的缺陷,改善涂膜的性能,通常在涂料中加入少量惰性溶剂。与此同时,热固化与光固化同时存在于真空镀膜涂料中,涂膜的交联密度、硬度与耐磨性均能得到改善,而且涂膜外观更好。环氧改性对塑料镀银附着力的提升十分有效,Ozu等利用四甲氧基硅烷部分缩合物(Me Silicate51)与缩水甘油(EpiolOH)酯交换反应,再与2-羟乙基乙烯二胺-异佛尔酮二胺-异佛尔酮二异氰酸酯-聚碳酸酯二醇(PlaccelCD220)共聚物反应,得到的底漆喷涂于ABS板上,在80℃干燥10 min,对ABS和镀银镜面附着力高[42]。5塑料涂料研究存在的问题到目前为止,塑料涂料研究大多数停留在配方性能测试阶段,由于塑料对溶剂的敏感性不同,对于溶剂型涂料,涂料中的溶剂或多或少对塑料底材存在侵蚀性,塑料与涂料界面之间容易发生互相渗透、扩散,导致物理与化学作用共存,加上多数塑料本身的使用寿命较短,塑料涂料的时效性和涂料对塑料本身应用改变的影响程度常被忽视,而这些对塑料制品的应用往往十分重要。一些高结晶度的工程塑料,如聚甲醛、聚砜等在没有对塑料进行表面处理时,直接涂覆涂料一般比较困难,有必要寻找到与这些材料之间亲和性较好的化合物,开发出能直接在塑料表面涂装的涂料,减少表面处理带来的环境与成本问题。
近些年受石油资源及环保法规对挥发性有机物质(VOC)及有害空气污染物(HAPs)的限制等因素影响,世界防腐涂料工业在不断提高性能的同时,正迅速向“绿色化”方向发展。防腐涂料行业总的发展趋势是,在现有涂料的成果基础上,遵从无污染、无公害、节省能源、经济高效即所谓“E”原则。无公害化防腐涂料技术整体设计的重点所谓防腐涂料技术整体设计的无公害化,即指在研发时应考虑到涂料自身的各个组成部分、原材料的合成及涂料生产过程、基材预处理过程、施工过程等整体的无公害化。在这方面,突破传统观念是非常重要的。防腐蚀涂料必须向节能、低污染和高性能方向发展。这是时代的要求。无公害化的防腐涂料技术整体设计有如下的重点:一是发展高固体分的重防腐涂料。二是重防腐蚀涂料中有毒有害成分的限制。三是发展水性涂料。无公害的水性、高固体分及粉末防腐涂料已成为发展的必然趋势水性防腐涂料水性防腐涂料在重防腐涂料领域方面的应用呈上升趋势,实际应用表明,水性工业防腐蚀涂料可以在极端的条件下对钢材提供有效的保护。由于水是他们的主要溶剂, 水也可以用来清洗和稀释水性涂料,它们几乎没有溶剂味道;同时,使用水性涂料也可给用户带来较低的成本。由于水自身的特点,水性树脂的缺点之一,是在低温和相对湿度高时水分挥发慢。 由于水的表面张力高, 因此配方中也必须引入一些助剂来改善漆膜对颜料和基料的湿润性。
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[摘要]防腐涂料使用越来越广泛,我们对于防腐涂料是什么,它的用途是什么可能很多的人都知道,可对于防腐涂料施工多少人有知道了,今天小编将为你介绍防腐涂料施工方面的知识。
首先,我将为大家介绍的是防腐涂料施工的重要性,在防腐涂料进行涂装的过程中更,防腐涂料的的质量有很重要的影响,可是防腐涂料的施工却比防腐涂料的质量更为的重要的,所谓三分涂料,七分施工,因此从而见得防腐涂料的施工重要性。
防腐涂料的功能要进行涂刷以后形成漆膜才能实现,因此我们一定要进行无误以及完整的施工,才能将其涂料的性能充分的实现。
一、防腐涂料施工注意事项
1、不同种类的涂料具有不同的功能和操作的方法,首先我们应对防腐涂料的性能有一定的了解,在根据说明方法进行施工。
2、将要施工的地方对其表面进行一次处理,要将其表面的锈蚀和油脂等异物全面清除干净,并且要等其完全的干燥后我们才能进行施工,因为漆膜的功能以及它的使用期限与我们的表面处理的好坏有着很大的联系
3、涂料从出厂到我们的使用,因为时间的关系,可能会产生一些沉淀,因此当我们使用时应将其完全的拌均匀
4、当我们施工为多层的涂料时,涂上层涂料应等下层涂料的漆膜全部干燥后,因为下层涂料如果没有全部的干透,很容易产生皱褶和浸润底层涂料剥落的现象发生。
5、涂料的涂装应根据产品说明的份量比例配置
6、当遇到风沙雨雪天气我们应停止防腐层的露天施工,为保证涂层质量更好
7、温度过低时,当环境的在10摄氏度以下,以及湿度过高,湿度已经超过80%时,我们不应施工
8、每当涂层必训等其彻底的干燥在我们冬季进行施工时,在冬季施工时层间涂料时间要比夏季时间长
9、在冬季施工时,不要选择晚上或者是傍晚,因为在低温下进行施工容易造成分化、开裂和剥离等情况发生
二、防腐涂料后期保养
1、在完成涂料施工后,应将工地半关闭,以利于涂料更好的固化
2、等待涂膜干燥的这段时间,应注意灰尘和油水等的接触而照成的损坏
3、等所有的施工完成后应两星期以后再投入使用,等待期完全的干燥,以免产品涂装的保护功能受影响。
材料特性
防腐
能在苛刻条件下使用,并具有长效防腐寿命,重防腐涂料在化工大气和海洋环境里,一般可使用10年或15年以上,即使在酸、碱、盐和溶剂介质里,并在一定温度条件下,也能使用5年以上。厚膜化是重防腐涂料的重要标志。一般防腐涂料的涂层干膜厚度为100μm或150μm左右,而重防腐涂料干膜厚度则在200μm或300μm以上,还有500μm~1000μm
根据美国NACE标准[PR-01-76(1983)修正版Iten 对ZS-711涂层进行抗腐蚀性能评定,结果,顺利通过了4000h盐雾试验和4000h湿热试验的考验。涂层具有卓越的耐候性,抗老化、抗辐射、耐磨、耐冲击、耐高温(400℃~600℃)、低温(-60℃),导电性稳定;其电阻率可满足防静电要求,又能保证涂层的长寿命。
附着力强
涂层与基体结合力强,涂料组成物中含有羟基(-OH),金属基体提供正离子,能形成化学键结合,在涂料中的偶联剂帮助下,甚至实现共价链的结合。在空间网状结构维系下,涂料组合物中含有的金属、金属氧化物纳米材料和稀土氧化物超微粉体,帮助涂层形成一个致密的界面过渡层,使其综合热力学性质与基体相匹配。
高效方便
施工简便,真正实现无机涂料的常温自固化,当环境温度20℃,相对湿度小于85%时,表干15min,实干2h,可保证高效率施工,可实现优异的抗盐雾,耐老化。涂层具有自我修补性,外力造成的局部划痕仍可受到保护,涂层不受切割及焊接损伤,带涂层焊接不影响焊接质量。
使用方法灵活
无机聚合物防腐涂料即可单独使用也可作为防腐低层涂层与有机漆配套使用,单层的无机聚合物防腐涂料作为底漆时可与环氧系、丙烯酸系、聚氨酯系
①防腐性能优:附着力好,防腐性能优,寿命长。
②施工性能优:能象常规防腐涂料那样,常温快速固化,施工简便,不熟练者也能操作(氯化橡胶重防腐涂料之所以能得到大量应用,主要就是这个原因)。
③环保性能优:传统的溶剂型防腐涂料固含量只能达50~60%,而高固体分重防腐涂料的固体分则可达70%~80%,甚至90%~100%,溶剂减少近一半,展示出良好的环保性能。
以上就是有关防腐涂料施工的内容,希望能对大家有所帮助!
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新型建筑材料的主要特点、类型及具体运用论文
从小学、初中、高中到大学乃至工作,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,通过论文写作可以提高我们综合运用所学知识的能力。你知道论文怎样写才规范吗?以下是我收集整理的新型建筑材料的主要特点、类型及具体运用论文,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
摘要: 随着我国建筑行业的不断发展与进步,越来越多的新型建筑材料在土木工程中得到应用,促进了土木工程的不断完善和发展。绿色建筑材料、新型复合材料、新型混凝土材料的广泛应用,既降低了工程施工对环境造成的伤害,又提升了建筑的整体质量,缩短了施工周期。对此,文章主要探究新型建筑材料在土木工程专业的具体应用,旨在促进建筑行业的更好发展。
关键词: 土木工程;新型建筑材料;绿色建筑材料;
建筑业的发展为我国整体经济发展贡献了巨大的力量,因此,我国十分注重建筑行业的发展。为促进建筑行业的长远发展,就必须在其发展过程中贯彻节能环保的发展理念,这样才能使其更好地适应社会,从而带来更大的经济效益。建筑材料作为土木工程施工的基础,它的质量和标准决定着整个工程的质量,因此,必须对其严格把控。随着科学技术的不断发展与进步,越来越多的新型建筑材料被应用于土木工程,这些材料的广泛使用提升了工程的施工速度,缩短了施工周期,极大地节约了人力和物力。
1、新型建筑材料的应用优势
在建筑的建造过程中,使用材料的质量直接决定着建筑的使用寿命和使用价值。与传统的建筑材料相比,新型建筑材料最大的优势就是使用寿命更长,它在性能、能耗方面都有着不错的表现,这也是传统建筑材料所达不到的。另外,新型建筑材料的使用能够提升土木工程的工作效率,缩短施工周期,使建筑工人在相同的工作时间里达到更高的工作效率。
2、新型建筑材料的发展现状
随着我国市场经济的发展与进步,建筑行业也取得了较大的发展,有越来越多的人开始从事建筑材料的开发和研究工作。新型建筑材料的开发和使用也使我国建筑领域的发展取得了质的飞跃。现阶段,市场对新型建筑材料的需求量越来越大,这说明我国建筑行业发展得越来越好,新型建筑材料的开发和销售成为建筑行业的新兴产业,对我国经济发展也起着一定的推动作用。
如今,随着对新型建筑材料研究的不断深入,我国在这方面已经有一套从生产到销售完整的工作链。另外,我国的技术水平也始终在线,现在已经具备独立研发新型建筑材料的能力,已经可以不再依靠外来技术。除了具有完整的生产线外,还配备了专业的研发团队和生产团队,既有一流的研发水平,又有独立的产业化生产线,推动了生产规模的扩大。专业的科研团队也使我国的新型建筑材料更加环保、健康、无害,朝着绿色环保的方向不断迈进。
3、新型建筑材料的主要特点
功能多样化
传统的土木工程建筑材料种类不多,质量不好,功能也不够齐全,不能够很好地满足人们对建筑的要求。新型建筑材料的研发和使用能够很好地弥补传统建筑材料的弊端,实现功能的多样化,除了能满足居民的日常使用需求,还能够提升建筑的整体质量,使其更加环保、绿色、健康。另外,新型建筑材料还具备抗水防火、防辐射、防病菌等多重功能,这也使居民居住的环境有了更全面的保障。
成分复合化
新型建筑材料的组成成分不是单一的,可以将材料按照一定的比例混合,从而得到所需的建筑材料。另外,这种复合型材料因其自身组成成分的多样性,使得它的功能不再单一,可以融合各种组成材料的特点,真正取长补短。新型建筑材料成分复合化的特点,使其能够更好地适应现代土木工程对建筑材料的各种需求。
更加节能环保
节能环保是时代发展的主旋律,任何行业,只有顺应时代发展的脚步,才能够获得长远的发展。因此,企业在发展的过程中应重视对环境的保护,建筑行业也包括在内。建筑行业贯彻落实绿色环保的发展理念,应从建筑材料入手。传统的建筑材料首先考虑的是人的居住体验,并没有太多关注环境保护。而新型建筑材料与之有很大的不同,它的设计理念是在满足居民居住体验的基础上尽量做到节能环保,同时,节能环保的建筑材料也给居民带来了更好的居住体验。
生产工艺更完善
随着科学技术的不断进步,新型建筑材料的生产工艺和制作流程也更加完备,制造出的建筑材料的规格和质量也更加标准、优质。建筑材料的好坏决定着土木工程质量的优劣,因此,高标准的新型建筑材料使建筑的整体水平得到了大幅度的提升。
4、新型建筑材料的主要类型及实际应用
新型混凝土材料
新型混凝土材料是在普通混凝土的基础上升级改造而来,主要是添加了一些新型材料,提升了它的品质,具有价格低、品质好、操作简单等特点。最常见的新型混凝土材料主要有以下三种。
(1)轻质混凝土,顾名思义,就是比一般的混凝土更“轻”的混凝土。它主要是在普通混凝土中加入了一些天然轻骨料、煤矸石等成分,其主要特点就是密度低、强度大、成本低。虽然它比普通混凝土轻,但其保温性能和抗冻性能一点不比普通混凝土差。在一些比较寒冷的地区,它是土木工程的首选材料。
(2)低强混凝土。低强混凝土的抗压能力不强,能承受的最大压强大概为30MPa,其主要是在公路路基、建筑地基等的建造中作为隔离或填补材料使用。在使用低强混凝土时,一般要与普通混凝土混合使用,利用普通混凝土的抗压能力来弥补自身的不足。两者的混合使用可以有效提升建筑的抗压能力和弹性模量,能够有效避免建筑出现裂缝、坍塌等问题。
(3)自密实混凝土。自密实混凝土与普通混凝土最大的不同在于它的制作,自密实混凝土可以根据自重完成密实,不需要借助外界的`力量。这种制作方式使材料自身具有更大的流动性,能够分布至建筑中的各个角落。在土木工程施工过程中,使用这种混凝土不会产生很大的声音,保证了施工团队在夜间工作时不会影响他人。
新型复合材料
新型复合材料的种类有很多,在土木工程中应用的新型复合材料主要是纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)。此种复合材料中含有纤维成分,这就使其具有一定的延展性和抗牵拉能力,在强度、硬度的方面都要优于普通的建筑材料。在以往的土木工程中,材料本身存在很大的不足,导致建筑在使用过程中容易出现各种各样的问题,严重影响了建筑的使用价值。新型复合材料的出现刚好弥补了这一缺陷,它有良好的抗高压性能和耐腐蚀性,可以有效延长建筑的使用寿命。
绿色建筑材料
绿色建筑材料也可以分为不同类型,在土木工程中应用时可以根据建筑的用途和目的来选择相应的绿色建筑材料。
(1)功能性材料。此种建筑材料是用来代替传统的、具有实用功能的建筑材料,具有传统建筑材料的所有使用功能,可以有效降低材料的浪费,因而更加健康、环保。
(2)结构性材料。此种材料可以满足土木工程对不同板块的需求,如防水性木材、承重型钢材等,这些材料能够根据建筑的需求发挥不同的作用。这些绿色建筑材料的应用既满足了建筑美观的要求,又保障了人们的健康。
(3)装饰性材料。此种材料的主要作用是美化建筑,使建筑更加美观、大气。此种绿色建筑材料比普通的装饰性材料更加绿色、环保,建筑的主要作用就是供人们长期生活和工作,而绿色环保的装饰性材料更加有利于人们的身体健康。
全新节能型墙体材料
全新节能型墙体材料的应用可以减轻施工人员的工作压力以及工程投入,使整个项目能够更加高效地进行,因此,此种建筑材料在土木工程中的应用范围十分广泛。全新节能型墙体材料由工业废渣制作而成,这种变废为宝的应用模式真正体现了节能环保的发展理念,这也将会是建筑行业改革的重点发展方向,这同时也符合国家对建筑材料质量的要求。
其实新型墙体材料早在七八年前就出现在建筑行业,当时要求新型墙体材料要占总墙体材料的55%以上,新型墙体材料在整个建筑中的应用也要不低于65%。随着时代的发展,人们对墙体的质量和规格也有了更高的要求,这就使得墙体发展从黏土向非黏土转变,从实心向空心转变,总而言之,对墙体的整体要求就是越来越轻盈、节能、环保。而全新的节能型墙体材料正是以轻质、环保、绿色、健康、优质、经济等特点出现在大众的视野,符合人们对墙体的全部要求。因此,全新节能型墙体材料就成为土木工程建筑施工的首选。
纤维增强复合材料
纤维增强复合材料也是一种混合材料,它是纤维材料与基体材料按照一定比例混合后产生的。此种材料除了具备一般材料的特性,还具有纤维材料延展性好、质轻而硬等特点。如今,人们又根据采用的树枝品种的不同而将它分为许多不同的类型,但这些不同类型的材料都有一些共同点,即质量好、不导电、耐腐蚀等,因而它们在建筑行业中的应用也十分广泛。
随着社会的不断进步和发展,我国的科技水平也有了显着的提升,而土木工程的不断发展和壮大在一定程度上是因为借助了这些新技术、新材料。这其中自然是少不了纤维增强复合材料的广泛应用。现代建筑工程都在向高耸、重载、轻质的方向发展,而纤维增强复合材料的特点刚好满足建筑行业的发展要求,因此它被广泛应用于各种桥梁工程、土木建筑、地下工程中,受到建筑行业的广泛关注。
5、新型建筑材料的发展趋势
目前,新型建筑材料在我国的应用范围已十分广泛,随着科学技术的不断进步,新型建筑材料的发展将会更加广阔。随着社会的不断发展与进步,人们探索的领域也在进一步扩大,开始不断探索地底层和海洋深层的秘密。在开发过程中地理环境是一个很大的制约因素,因此要求相关材料具备高强度耐久耐热性、高强度抗冲击、抗腐蚀性、耐磨损性等。一些商用建筑不仅要求建筑材料有高强度的性能,还需要建筑材料的外观具有一定的设计感,符合人们的审美。上述情况都给建筑材料提出了更大的挑战,可见,新型建筑材料在土木工程的应用方面还有很长的路要走。
6、结束语
总之,随着科技的发展与时代的进步,越来越多的新型建筑材料出现在人们的生活中,也为建筑行业的发展注入了全新的力量。因此,施工单位在进行土木工程建设时可以根据建筑的需求来选择合适的新型建筑材料,打造高质量的土木工程建筑。另外,相关研究人员也要加快研究的步伐,加大新型建筑材料的研发力度。
7、参考文献
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[2]贾永刚.绿色建筑材料在建筑工程施工中的应用研究[J].住宅与房地产,2019(21):98.
[3]闫蕾.新型节能环保材料在建筑工程中的应用与展望[J].住宅与房地产,2018(31):88.
[4]王林林.新型土木工程材料研究进展[J].绿色环保建材,2017(12):5.
绿色建材的概念和意义摘要: 绿色材料的概念是在1988年第一届国际材料科学研究会上首次提出。1992年国际学术界给绿色材料定义为:在原料采取、产品制造、应用过程和使用以后的再生循环利用等环节中对地球环境负荷最小和对人类身体健康无害的材料。关键词: 绿色建材 建筑材料1-1 绿色建材的概念绿色材料的概念是在1988年第一届国际材料科学研究会上首次提出。1992年国际学术界给绿色材料定义为:在原料采取、产品制造、应用过程和使用以后的再生循环利用等环节中对地球环境负荷最小和对人类身体健康无害的材料。70年代末一些工业发达国家的科技工作者就己着手研究建筑材料对室内空气质量的影响及对人体健的危害性,并进行了全面系统的基础研究。到了90年代对绿色建材的发展、研究和应用更加重视,思路逐渐明确,制定出一些有机挥发物散发量的试验方法,并推行低散发量标志认证,同时积极鼓励开发生产绿色建材新产品和建造健康住宅。我国环境污染程度处在世界前列,首都北京的污染程度又处在世界十大严重污染城市之列。我国在1992年发布的\"中国21世纪议程\"中把保护环境、发展绿色产品作为可持续发展战略的重要内容。国家环保总局正在抓环境标志产品及认证工作。目前,住宅室内装修热方兴未艾,人们除了讲究装修格局、色调、材质、做工和价格外,更关注所用装修材料对人体健康有无危害。近一段时期一些报刊、电视等新闻媒体时有报导入住新装修的房主发生人身伤害事故。对某些装修材料的危害性也有说法,如花岗石衰变会产生氡气,人长期处在高浓度的氡气环境中会有致癌的危险;木材类复合板的生产,多用脲醛树脂、酚醛树脂或三聚氰胺甲醛树脂为胶粘剂,在使用过程会释放出游离甲醛,它可以使蛋白质发生硬化,人长时间接触高浓度甲醛气体会导致癌症的产生;涂料所用成膜助剂主要是毒性较大的乙二醇单乙醚、乙二醇丁醚,二乙二醇和苯甲醇等;油性涂料中的氯化物溶液或芳香类碳氢化合物以及塑料制品中使用的铅类热稳定剂等对人体都有很大的危害性等等。这些说法一方面提高了人们选材的环保意识,提醒厂家生产中少用有害物质,另一方面也使百姓在选用装修材料时不知所措,因此,已经到了为绿色建材建立正确概念的时候了。然而,对人体健康的直接影响仅是绿色建材内涵的一个方面,而作为绿色建材的发展战略,应从原料采集、产品的制造、应用过程和使用后的再生循环利用等四个方面进行全面系统的考察,方能界定是否称得上绿色建材。众所周知,环境问题已成为人类发展必须面对的严峻课题。人类不断开采地球上的资源后,地球上的资源必然越来越少,为了人类文明的延续,也为了地球生物的生存,人类必须改变观念,改变对待自然的态度,由一味向自然索取转变为珍惜资源,爱护环境,与自然和谐相处。人类在积极地寻找新资源的同时,目前最紧迫的应是考虑合理配置地球上的现有资源和再生循环利用问题,走既能满足当代社会发展的需求又不致危害未来社会的发展,做到发展与环境的统一,眼前与长远的结合。1-2 绿色建材的定义与基本特征1、绿色建材的定义1992年,国际学术界明确提出绿色材料的定义:绿色材料是指在原料采取、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等环节中对地球环境负荷为最小和有利于人类健康的材料,亦称之为“环境调和材料”。建材工业是国民经济非常重要的基础性产业。是天然资源和能源资源消耗最高、破坏土地资源最多、对大气污染最为严重的行业之一。绿色建材又称生态建材、环保建材和健康建材等。绿色建材是指采用清洁生产技术、少用天然资源和能源、大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性、有利于环境保护和人体健康的建筑材料。2、绿色建材的分类在制造和使用总过程中,对地球环境负荷相对最小的材料称为\"环境材料\"或\"绿色材料\";而有益于环境健康的材料称为\"保健环境材料\"或\"环保型材料\".然而,环保型建材在国际上却仍处于研究阶段。传统天然材料及大多数人造新材料均属于\"绿色建材\"的范畴。\"健康材料\"的概念系指具有特定的环保功能和有益于健康功能的材料,可具有空气净化、抗菌、防霉功能或电化学效应、红外幅射效应、超声和电场效应等。\"绿色建材\"主要针对地球环境负荷,而\"保健材料\"是指直接与健康有关的居室内小环境,也有人把二者总称为\"生态环境材料\".\"生态环境\"是指气、水、地球环境及光和热等自然条件之外,微生物、动植物等与人类有关的一切环境。因此,把\"生态环境材料\"分为如下几种:(1)气环境材料-净化空气材料(2)水环境材料-净化水材料(3)地环境材料-改良土地、利用废渣(4)循环材料-零排放废气、废水和废渣(5)保健环境材料1)空气净化建材2)饮水净化材料3)保健抗菌材料4)健康功能材料3、绿色建材的基本特征绿色建材与传统建材相比可归纳以下五个方面的基本特征:1、其生产所用原料尽可能少用天然资源,大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物。2、采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技术。3、在产品配制或生产过程中,不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物;产品中不得含有汞及其化合物;不得用铅、镉、铬等种金属及其化合物的颜料和添加剂。4、产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗旨,即产品不仅不损害人体健康,而应有益于人体健康,产品具有多功能化,如抗菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、防火、调温、调湿、消磁、防射线、抗静电等。5、产品可循环或回收再利用,无污染环境的废弃物。绿色建材满足可持续发展的需要,做到了发展与环境的统一,现代与长远的结合。既满足现代人的需要,安居乐业,健康长寿,又不损害后代人对环境、资源的更大需求。总之,建材工业的发展、绿色化进程,不但关系到建材工业目前的发展问题,还关系到能否和国际市场接轨问题,关系到国计民生能否可持续发展的大事,关系到我国人民生活质量的大事,关系到功在当代,造福千秋的大事。因此要以战略的眼光、时代的紧迫感和历史责任感努力促进各种绿色建材的发展,以绿色建材建造健康-安全-舒适-美观的建筑和室内环境,造福于社会,造福于人民。1-3 发展绿色建材的意义本世纪七十年代以来,臭氧层破坏、温室效应、酸雨等系列全球性环境问题的日益加剧,人们已逐步认识到保护我们赖以生存的地球环境已不再只是政府、民间团体、科研机构的事情,每个人都应以自己的行动来直接参与环境保护工作。作为建筑材料而言,在生产、使用过程中,一方面消耗大量的能源,产生大量的粉尘和有害气体,污染大气和环境,另一方面,使用中会挥发出有害气体,对长期居住的人来说,会对健康产生影响。鼓励和倡导生产、使用绿色建材,对保护环境,改善人民的居住质量,作到可持续的经济发展是至关重要的。据资料介绍,自然界中每年大约有400-500亿吨的 CO2被绿色植物的光合作用所消耗,同时每年动植物呼吸、微生物的分解及燃烧等,又把数量相当的CO2释放到大气中去,所以千百年来大气中的CO2含量基本保持不变,长期稳定在这个水平上。但近一个世纪以来,随着现代工业和运输业迅猛发展,大量化学燃料被燃烧,数以百万吨的CO2释放到大气中去,严重干扰了大气中的CO2循环的动态平衡。据联合国政府间气候变化委员会(IPCC)的报告,大气中CO2的浓度已经从1800年的280PPm,上升到1995年的364PPm,增长了30%.目前正以每年的速度继续增加,预测新世纪时为600PPm以上,这将给地球大气的变化带来严重后果。为了解决温室效应,降低CO2排放量并回收排放的CO2,因而提出了许多治理CO2方法。例如:(1)节省能源,减少化石燃料的燃烧;(2)开发氢能、原子能等无污染的能源;(3)CO2的分离、吸附和再利用;(4)CO2的化学和生物法固定;(5)海洋固定;(6)地下或海洋中储存等。在以上这些方法中,虽然用化学、物理方法可以回收CO2,如气体吸收或膜分离技术等。问题是回收后如何处理,即如何把它变成其它无害甚至有用的物质。另外把回收的CO2送入大海或废弃的天然井中,不但所需费用昂贵,而且储存在海洋里的CO2还不知道对地下水资源会产生什么样的影响。据日本Ounma的估计,不论是采用太阳能发电、CO2的分离和海洋储存,还是种植物等各种方法处理,每吨CO2要花掉3-4万日元。所以,用以上方法处理CO2问题,目前从技术上和经济上都很难达到降低CO2排放量和有效利用的水平。我国每年排放CO2量为23亿吨,12亿人口和居室小环境中CO2排放量为6亿吨,占总排放量的1/4左右。除了CO2以外,更为严重的是燃烧和机动车排放的NO2和SO2等气体不仅对人体有害而且可产生酸雨及光化学烟雾。谈到空气污染,人们往往只意识到大环境中的大气污染,却对居室内空气污染认识不足,其实,居室内的污染对人体的侵害更为直接。这种小环境是大环境的组成部分,它与人们朝夕相伴,与健康息息相关。居室内污染物质有化学物质、放射物质、细菌等生物性物质。据美国环保局对各类建筑物室内空气连续五年的监测结果表明,迄今已在室内空气中发现有数千种化学物质,其中某些有毒化学物质含量比室外绿化区多20倍,已对人体健康造成威胁。新建筑物完工的的前6个月空气中有毒物质含量比室外完工后有害物质含量高100倍。因而致使许多人患上\"厌恶建筑物综合症\",即眼鼻不适、头痛、疲劳、恶心和其它一些不适症状,甚至致癌。因此,解决小环境污染、保护人类健康环境成为我们刻不容缓的责任。仅供参考,请自借鉴。希望对您有帮助。
提纲:1、问题的由来2、现在的情况3、解决目标4、东西的大致述说5、经济费用资料:人居环境,又叫"人类住区"或者叫"人类聚居"。含义是:人类生存,从事生产,进行各种社会活动所在的环境。狭义的人居环境常理解为人的居室、住宅及其生活区。而广义的人居环境是一个可以被无限分割的空间连续统一体。从个人家庭活动的房间和住宅,到各式各样的建筑和聚落,再到可供人类开发利用的整个地球表面空间,都可以被视作人居环境。 一、 人居环境的发展 (一)人居环境的发展途径 人居环境从20世纪60年代的"聚居"理念,发展至今,已有近半个世纪的历程。已经形成了人居环境科学体系,并为全世界所认可。 1972年,联合国在斯德哥尔摩召开"人类环境"大会,113个国家的代表和团体参加了会议。这是人类历史上第一次将人类环境问题纳入世界各国政府和国际政治议程,也是全世界各国代表第一次讨论环境对地球的影响。 1976年,在加拿大的温哥华召开的第一次人类住区国际会议正式接受了人类聚居的概念。 1982年,西班牙里约热内卢的"世界环境与发展"大会通过了《里约环境与发展宣言》和《21世纪议程》。 1996年6月,在土耳其的伊斯坦布尔召开的第二次人类住区国际会议,进一步讨论了人居环境问题。 中国于1994年3月将"人类住区可持续发展"作为一项重要内容写进了《中国21世纪议程》,体现了中国政府对环境问题的高度重视。1998年国家自然科学基金对人居环境可持续发展指标体系研究给予了重点支持。于2000年,签署《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》。 2002年,第二次地球峰会--世界可持续发展会议在南非约翰内斯堡举行。 由此可见,人居环境问题已经引起了全世界的关注,人居环境的改善已经成为全球性的普遍纲领。以可持续发展为宗旨的人居环境问题已经成为时代发展的最强音。 (二)人居环境所面临的问题 科学的发展,已经使人类能够在一定范围、一定程度上左右和支配自然。然而,一旦人们沉醉于对自然的战胜之时,人们的忘乎所以就会给自然带来伤害和破坏,造成资源的极度浪费和各种污染的加剧。 1.人口膨胀,各种资源面临短缺 1999年,世界人口达到60亿,以滚雪球式增长的人口,无疑给地球带来沉重的压力。有专家预测,到2040年,将出现全球性的粮食不足。到2070年左右,将出现金属资源的枯竭。到2090年,将出现煤、石油等化石燃料的枯竭。所有这些,势必将对人居环境和人类的生存质量产生不良影响。 2.城市环境污染严重 首先是大气污染。在2000年,全国SO2排放总量已达到1995万吨,其中工业排放量为1612万吨。烟尘排放量1165万吨,其中工业来源1092万吨。CO2会造成"温室效应",由SO2产生的酸雨还会使水质下降、土壤酸化、破坏植被、侵蚀建筑物;NOx严重刺激人的呼吸器官;粉尘颗粒则大大增加心肺疾病以及癌症的得病几率。 其次是室内环境的污染。时下,室内装修正为流行。由此便产生装饰材料对室内空气的污染,由甲醛、挥发性有机化合物(VOC),重金属颗粒,氨气,氡气等有害物质造成的污染超出室外空气的数倍,而人的绝大部分时间是在室内度过的。因此,室内环境是人居环境改善的重点。 3.建筑材料对人居环境的影响 建筑材料在人类历史上曾扮演了积极的角色,创造了人类的历史和文化。然而随着人口的增加,建筑规模的增大,建筑材料被大宗生产,传统建材的生产也暴露了一些问题,严重危及人类的人居环境。 传统的建筑材料,不但消耗大量的资源、能源,还严重危害环境。炼铁要开山采矿,破坏自然景观。同时每生产1吨钢耗能为1.66吨标准煤,48.6m3水。水泥对环境的危害更是严重。每生产1吨水泥要消耗1.4吨石灰石,0.23吨标准煤和75千瓦时电,同时排出CO2和粉尘。占混凝土体积70~80%的砂石骨料,需要开山和挖取河床,易造成水土流失和河床改道。高密实性混凝土,使城市空间透气性差,雨天雨水四溢,而地下水却得不到补给。城市气温普遍较郊区高,有人称之为"灰色的热岛"或"混凝土森林"。 由此可以看出,人居环境的改善与建筑材料的清洁生产以及建筑材料的绿色化密切相关。可以说,人居环境要求绿色建材,而绿色建材创造并改善人居环境。 二、 绿色建材的发展过程 (一)绿色建材的涵义 绿色建材,即绿色建筑材料,是指具有生态型、环保型、健康型等属性的建筑材料。 其属性是首先它是生态环境材料可再生资源,设计者应立足于可持续发展的角度,对其进行设计,使其在原料采集、生产、加工使用以及废弃的整个过程中,做到零污染。其次绿色建材的"绿",还应表现在其具有消化和利用工业废物、净化环境的功能上。 (二)改善人居环境,发展绿色建材 现代的绿色文明要求我们要崇尚自然,顺应自然,天人合一。就建筑材料方面,我们应该致力以下几方面的研究: 1. 绿色水泥 所谓"绿色水泥"是指将资源利用率和二次能源利用率均提高到最高水平,并能循环利用的其他工业废渣和废料。且在技术装备上更强化了环境保护的技术和措施;产品除了全面实行质量管理体系外,还真正实行全面环境保护的保证体系,粉尘、废渣、废气的排放几乎接近于零,真正做到自身实现零污染、无公害。 目前,我国的水泥厂90%处于"粗放型"阶段,只有约2%的部分能算得上"集约型"的"绿色水泥"厂。为了保护环境必须采取清洁的生产工艺,有效的利用自然资源和能源,使其向外界排放的各种粉尘,有害气体,有害物质以及废渣废料的数量均小于或远小于各物质所允许的排放量,不致危及生态平衡,达到零污染。传统的硅酸盐水泥中CaO含量较高,需要消耗大量的石灰石,并排放大量CO2;熟料中C3S含量高,其烧成温度高,不仅增加能耗,还增加了耐火材料的消耗。同时,中国的水泥企业还面临设备陈旧、技术落后、劳动生产率低下、企业质量意识淡薄,职工文化素质低等问题。因此要改革传统的水泥企业,发展"绿色水泥"产业。应从以下几方面入手: (1)改进熟料矿物组分,对传统的熟料矿物水泥进行改型、改性,发展生产能耗低的新品种水泥。如生产以C2S为主的高贝利特水泥,其石灰石用量少,能耗低,废气少,强度和耐久性好。用C4A3 取代C3A,且C3S含量低的水泥熟料构成的为阿利特硫酸盐水泥,具有节能、抗渗、抗冻,耐磨等特点。此外还有硫酸盐贝利特水泥,铝酸盐贝利特水泥,铁铝酸盐贝利特水泥,氟铝酸盐贝利特水泥等,均为绿色节能水泥。 (2)改进水泥生产工艺,更新生产设备,大力扶持具有经济规模的大中型回转窑,对技术落后,产品质量差,能耗大,污染重的小型企业实行淘汰。 (3)最大限度利用工业固体废弃物、粉煤灰、煤矸石及各种尾矿。 2.高性能混凝土 高性能混凝土一词最初由美国国家标准与技术研究院(NIST)与美国混凝土协会(ACI)提出,距今已有十几年的历史。它是一种理想的混凝土,除具有优良的力学性能外,还具有良好的工作性,较高的耐久性,较好的体积稳定性以及经济合理性。优良的力学性能可以使之达到100MPa以上的高强。因此可以应用在高层和大跨结构中。良好的工作性能可以制得高流态、自密实、免振捣混凝土,从而减少施工能耗和降低噪音污染。它具有很好的耐久性,不易被外界环境所腐蚀,从而节省了大量的维修费用。现在不少重要的建筑物已按100年安全使用期进行设计,气候条件适中的陆上建筑已按200年安全使用期设计。日本正在研制使用期为500年的钢筋混凝土。此外,它还能掺入磨细矿渣、粉煤灰、硅灰和稻壳灰等掺合料,既节省了水泥,又帮助吸收工业废渣。还表现在具有高抗炭化能力、低吸湿率、高抗冻性等特点,是一种优良的建筑材料。因此,高性能混凝土也被称作"绿色混凝土"或"生态混凝土"。 尽管高性能混凝土在很多方面弥补了传统混凝土的缺陷,但并非就是完美无缺的,它也存在着一些问题: (1)由于各方面性能决定了其制备上的特点:低水灰比,选用优质原料;由于各方面指标较为严格,因而用于生产管理的造价也会相应提高。将比普通混凝土提高50%左右。 (2)因为水胶比低,因而早期开裂问题严重。另外,单位体积水泥用量高,水化放热大,也易出现裂缝。 3.干粉砂浆 干粉砂浆又叫砂浆干粉(混)料。指由专门厂家生产的,经干燥筛分处理的细集料与无机增稠材料、矿物掺合料和添加剂按一定比例混合而成的一种颗粒状或粉状混合物。它是一种"绿色环保建材",它克服了传统砂浆的质量差、效率低、原材料占用施工现场等弊端,而以其高强度、多功能、耐久性好的优点受到全世界的青睐。同时干粉砂浆的应用还有利于缩短工期、保证砌筑质量、减轻劳动强度、减少资源浪费以及改善施工环境等。 干粉砂浆的特点是其在出厂之前已按要求混合完毕,使用时除加水外,不需要也不允许加入任何其它物料。 干粉砂浆在我国尚处于起步阶段(最先在上海推行)。由于其商品化生产,使得砂浆质量得以保证,所以在一定程度上提高了成本。但从长远来看,其优良的质量,以及减少的维护费用和减少对环境污染治理的费用远大于提升的成本,所以是一种集约型建筑材料。因此,深入研究干粉砂浆的工作性能,设计清洁的生产工艺,加强对其使用力度的推广,对人居环境的改善,具有重大意义。 4.其他方面 以上三个方面,是当今土木工程界研究的热点。除此之外,还要研究以下几点: (1)混凝土分离技术:深入研究混凝土分离技术,提纯出其中一种或几种成分,重复利用。用以解决城市固体垃圾堆放问题,同时又达到了资源的循环利用。 (2)骨料和水泥石之间的过渡层是影响混凝土强度的薄弱部位,如果研制一种既和混凝土有良好衔接性,又和骨料之间有良好粘接力的试剂,将大大改善混凝土的强度和耐久性。 (3)大力发展人造骨料和积极利用生活垃圾和工业废弃物,减少天然砂石料的消耗。 (4)积极利用工业废液,研究以黑纸浆为原料的改性减水剂。在此基础上,研制其他外加剂,帮助处理和吸收其他工业难以处理的废液。 (5)发展高标号水泥熟料,调整水泥产品结构,使其成为绿色水泥,同时在满足工程要求的前提下,减少水泥用量。 (6)研制新型节能墙体材料,改革传统的墙体材料。 (7)大力推广商品混凝土,以减少现场搅拌所带来的噪音污染和粉尘污染,并有利于控制混凝土的质量。 (8)对城市地面,应开发透水性、排水性的生态混凝土以及植被生长型混凝土,以解决城市雨水排泄不畅,空气干燥,温度高等问题。在城市道路两侧,水边护坡等部位,应用能植被的绿化混凝土,使人们有更多的机会贴近自然。同时,也美化城市环境。 (9)研究对环境友好、无污染,对人体健康有益的健康环保型涂料。比如抗菌自洁净涂料和空气净化涂料。再有就是功能性涂料,具有健康功能和释放负离子的功能。 (10)研究能自我诊断、预告破坏、自我调节、自我修复的智能化材料。 (三)建材绿色化的实施措施 1. 设计者要用发展的眼光进行材料设计 在设计中要充分考虑建筑的使用年限,今后的扩建或改装,力争使自己的建筑在未来几年乃至几十年内不会落后,以最大程度减少重复建设。 2. 对绿色建材要加强宣传工作 在宣传中要更多的提倡应用绿色建材。使绿色产品在人们心目中得到认可。 3. 国家要建立健全法规制度 加强立法和监督,建立完善的法律法规,加大质量监督力度,规范建材市场,必要时采取强制措施,以帮助绿色建材的推广。 农业文明为人类生产了食物,满足了人们生存的需要;工业文明为人类创造了财富,满足了人们越来越多的物质需求;而生态文明将使人类生活在更安全、美好的环境中。新世纪的今天,我们需要的是更多的绿色,我们要与自然和睦相处,和谐是最高层次的文明。 人居环境的领域是广泛的,边界是模糊的。它既可以被理解为一种物质产品,也可以被理解为一种变迁的过程,还可以被理解为一种文化现象。这是时代发展的结果,我们应该重新审视自己的行为,更多的关注我们的聚居环境,装饰我们居室的是绿色建材;装扮我们心灵的是绿色文明。 提纲自己列的,资料网上找的,论文按我给你的提纲的大致思路来写就可以了
我建议你可以到百度文库去看看,哪里里面有很多文献论文的!
无污染水性涂料论文关键词:丙烯稀丁酯苯乙烯乳液聚合预乳液乳化剂引发剂 论文摘要 :本文叙述了,苯乙烯和丙烯酸丁酯在乳化剂:十二烷基硫酸钠,引发剂:过硫酸铵,存在的情况下利用连续滴加预乳液的聚合工艺,合成苯丙乳液的过程。并通过几组平行实验确定反应温度、搅拌速度、预乳液的滴速及不同时期反应时间对乳液合成及其性能的影响。通过观察反应现象及利用测定实验产物的数据,不断对实验进行改进,尽量减小不良因素对产物性能的影响。试验表明:温度在82-84℃,预乳液在两小时左右滴完,预乳液发生聚合的现象明显。温度50℃,强力搅拌一小时制得的预乳液的质量较好。引发剂的量应小于,用量过大乳液会发生破乳。Abstract :This text has been narrated, styrene and acrylic acid cube ester are in the emulsifier : 12 alkyl sulphuric acid sodium, initiator: Pass sulphuric acid ammonium , is it is it add craft of getting together of the cream in advance to drip in succession to utilize under the situation that exist, formate the course of third cream of benzene. And parallel experiment confirm temperature of reacting , mix speed, cream drip speed and react time impact on the cream is formated and performance with period in advance through several group. Through observing the phenomenon of reacting and utilizing determining the data which test the result , are improving the experiment constantly, try one's best to reduce the impact on performance of the result of the bad factor. The test shows : Temperature, in 82-84 degrees Centigrade, the cream is dripped in about two hours in advance, the phenomenon that the cream gets together is obvious in advance. 50 of temperature, brute force mix make one hour the quality of the cream is better in advance. The quantity of the initiator should be smaller than , the broken milk happens in the too big cream of consumption .Keywords: Propylene rare cube ester Styrene The cream getting together The cream in advance Emulsifier Initiator 第一章 绪论 建筑涂料的发展方向是无毒安全、节约资源、有利于环境保护的水性涂料和无公害低污染涂料。不断提高水性涂料的质量,开发新的品种,是巩固和发展水性建筑涂料的重要环节之一。国外对建筑物的外墙面装饰非常重视,,经常有计划地涂装建筑物外墙,有的国家高达90%。在我国,相当一部分建筑仍然采用面砖或幕墙进行装饰,而用涂料进行装饰的还不足10%。目前使用的外墙涂料品种主要为乳胶涂料和溶剂型涂料,前者大多为苯丙、纯丙薄质乳胶涂料及厚质复层涂料;后者使用较少,但随着最近推出的低毒溶剂型丙烯酸涂料的出现,使用量有所增加。因此,大力发展超耐候性及高性能外墙涂料来满足市场的需求是当务之急。 苯丙乳液是胶体分散体系,具有明显的胶体化学性质,当苯丙乳液与水泥或其他颜料混合均匀后,苯丙乳粒子向浆体内分散,被吸附在其他颜料、水泥凝胶及未水化的水泥粒子的表面上。聚合物粒子封闭了水泥凝胶及未水化水泥粒子的微孔和毛细管孔,水泥进一步水化由于聚合物粒子被吸附在水泥凝胶表面上,使水泥浆体内存在足够的水分,防止了水泥的结块现象,因此苯丙乳液水泥漆具有一定的贮存稳定性。苯丙乳液实际上是由苯乙烯和丙烯酸酯类单体共聚而成,本文从最终产品的性能比考虑,选定由苯乙烯和丙烯酸酯共聚体系,并加入少量丙烯酸作为交联剂。反应过程按自由基加成方式聚合。在施工后形成涂膜时,由于基材吸收了一定的水分和水分的蒸发,涂膜发生了物理机理干燥,分散于水相中的苯丙乳液水泥等复合物粒子就慢慢接近,以至相互接触。水的毛细管压力能够把分散的复合物粒子挤在一起,排列愈紧、压力就愈大,水分挥发愈快,复合物中的苯丙乳液树脂包围的水泥和填料同时呈在干硬的膜之中,构成一个三维空间,牢固结合密实的整体。 苯丙乳液聚合机理 乳液聚合的机理HarKins首先做了定性的描述了。他认为,当乳化剂溶于水时,若其浓度超过临界胶束浓度时,则乳化剂分子聚焦在一起形成乳化剂胶束。在乳化剂溶液中加入难溶于水的单体并进行搅拌时,单体大部分分散成液滴,部分单体则增溶于乳化剂胶束中。当水溶性的引发剂加入后,引发剂在水中生成自由基并扩散到胶束中去,并在那里引发聚合反应。 HarKins将理想乳液聚合机理分为三个阶段:第一阶段: 乳胶粒生成期从诱导期结束到胶束耗尽这一期间为聚合第一阶段。在此阶段中,由于水相中引发剂分解出的自由基不断的扩散到胶束中,并在那里引发聚合反应,生成单体、聚合物粒子,既乳胶粒,随着反应的不断进行,新乳胶粒不断产生,使聚合反应进行一个加速期。另一方面,随着放映的进行,乳胶粒的体积渐渐的增大,其表面积也随之增加,这样越来越多的乳化剂分子从水相被吸附到乳剂粒表面上,因而破坏了乳化剂与胶束间的平衡。胶束中的乳化剂分子不断补充入水相,直到转化率达到一定程度后,水相中的乳化剂浓度下降到临界胶束浓度以下,胶束即告消失。此时,不再有新的乳胶粒生成,聚合体系中的乳胶粒不再变化,至此反应转入第二阶段。第二阶段:反应恒速期从胶束消失到单体液滴消失这一期间为第二阶段。此阶段由于胶束的消失,体系中不再有新的乳胶粒生成,总的乳胶粒数目保持不变。且随着聚合反应的进行,单体液滴中的单体不断扩散入乳胶粒中,使粒子中的单体浓度不变,所以此阶段聚合速率保持不变,直至单体液滴消失,聚合速率下降,反应转入第三阶段。第三阶段:降速期从单体液滴消失至聚合反应结束为第三阶段。此阶段由于单体液滴的消失,不再有单体经水相扩散进入乳胶粒,故乳胶粒中进行的聚合反应只能靠消耗粒子中贮存的单体来维持,使聚合速率不断下降,直至乳胶粒中的单体耗尽,聚合反应也就停止。 乳液聚合工艺 生产聚合物乳液和乳液聚合物有多种工艺可供选择。如间歇工艺、半连续工艺、连续工艺补加乳化剂工艺及种子乳液聚合工艺等。对同种单体来说,若所采用的生产工艺不同,则所制造的产品质量、生产效率及成本各不相同,因此具体应用中可根据对产品的性能要求和不同生产工艺的不同特点,来合理选择可行的生产工艺。 预乳化工艺 在进行连续或半连续乳液聚合中,常常采用单体的预乳化工艺。将去离子水投入预乳化罐中,加入乳化剂,搅拌、溶解,再将单体缓缓加入,在规定的时间内充分搅拌,得到稳定的单体乳状液。该工艺可使单体、乳化剂分散均匀,使以后的聚合过程中体系的稳定性提高,乳胶粒尺寸分布较均匀,共聚物组成均一。 种子乳液聚合 种子乳液聚合即先制取种子乳液,然后在种子的基础上进一步进行聚合,最终得到所需的乳液。种子乳液是在种子釜中制成的,其过程为:先向种子釜中加入水、乳化剂、水溶性引发剂和单体,再于一定温度下进行成核与聚合,生成数目足够大、粒度足够小的乳胶粒。然后,取一定量的种子乳液投入聚合釜中,还要加入去离子水、乳化剂、水溶性或油溶性引发剂及单体,以种子乳液的乳胶粒为核心,进行聚合反应,使乳胶粒不断增大。在聚合时,要严格控制乳化剂的补加速度,以免生成新的乳胶粒。采用种子乳液聚合工艺,可以克服连续乳液聚合过程中的不稳定瞬态现象,减小了聚合过程的波动。同时,用种子乳液聚合方法可以有效的控制乳胶粒直径及其分布。在单体量不变的情况下,增加种子乳液的用量,可使粒径减小;而减少种子乳液的用量,则可使粒径增大。由于种子乳液中的乳胶粒直经很小,年龄分布和粒径分布都很窄,这有利于改善乳液的流变性能。另外,采用种子乳液聚合方法可以生产出具有异形结构的乳胶粒的聚合物乳液,这将赋予聚合物乳液特殊的功能和优异的性能。 课题的意义 以上的文献综合了关于乳液聚合的机理、聚合工艺,从中我们可看出,尽管乳液聚合技术的开发始于本世纪早期,在许多聚合物的生产中己经成为主要的方法之一,每年世界上通过这种方法生产的聚合物以千万吨计,有着如此大的经济意义,如此悠久的生产发展历史工艺上也已经比较成熟,但是由于乳液聚合体系众多的影响因素,且各因素间复杂的互动效果,致使其定量的详尽的内部规律还没有完全被人们所掌握,乳液聚合的机理和动力学理论还远远落后于实践。在某种情况下提出来的数学模型,常常不能用于另一种条件和其他单体,不然就会出现很大误差。因此,对于不同的聚合体系、不同的生产操作条件都必须详细的考察各种影响因素和相互关系以求对该体系的特点进行准确的把握,以达到对生产过程和产品质量的有效控制。目前对于各种乳液共聚体系的实验性研究已多有报道,在国内也有多家生产企业,虽然各种乳液的聚合有许多相似之处,但想用类似的工艺制备出性能良好的不同乳液是不可能的。若想制备一种性能良好的乳液,就必须对它的合成工艺做具体详细的研究。苯丙乳液具有色彩丰富、美观大方、施工简便、工期短、工效高;特别具有保色性;耐污染性的优点。适用外墙涂料、彩色涂料、复层花纹涂料、内墙涂料、防水涂料等建筑装饰领域。本文对苯丙乳液的聚合机理、合成工艺、影响因素及产物的性能检测作了详细的介绍。这对于制备出高质量的苯丙乳胶涂料具有很大的科学和经济意义。第二章 苯丙乳液的合成 原料 表1 各种原料名称 级别 生产厂家 单体 苯乙烯 分析纯 沈阳试剂一厂 丙烯酸丁酯 分析纯 北京市兴京化工厂 丙烯酸 分析纯 天津市华东试剂厂 乳化剂 聚乙二醇辛基苯基醚(OP-10) 化学纯 沈阳合富化学试剂厂 十二烷基硫酸钠(SDS) 分析纯 沈阳市化玻站试剂厂 引发剂 过硫酸铵 分析纯 沈阳试剂一厂 缓冲剂 碳酸氢钠 分析纯 沈阳试剂厂 pH调节剂 氨水 分析纯 沈阳市试剂三厂 合成工艺 预乳化阶段 将十二烷基硫酸钠、乳化剂OP-10、24g苯乙烯、24g丙烯酸丁酯在一定量水中快速搅拌混合,使之预乳,得到预乳化液。 主反应阶段 把聚乙烯醇(PVA)、过硫酸钾、十二烷基硫酸钠、乳化剂OP-10与一定量的水混合溶解,装到有搅拌器、回流冷凝管、温度计和两个滴液漏斗的多口烧瓶中,搅拌升温至75℃。加入1/3的预乳化液,控制温度在73~76℃,保温至液体呈蓝光。剩余的2/3的预乳化液和过硫酸钾、碳酸氢钠水溶液分别从两个滴液漏斗中缓慢滴入,在慢速搅拌下于1h内滴完,并在此温度下反应1h。 后处理阶段 升温至86~88℃,保温至无单体回流。降温至30~40℃,调pH值为8~9,过滤出料,即得苯丙共聚乳液。 实验产物性质测定 乳液固含量的测定 在己恒重的称量瓶中,取试样(准确至),放在105-110℃恒温干燥箱连续干燥3h时,取出称量瓶,盖上盖子,放入干燥器中冷却至室温,称重。平行测定三个样品求其平均值。计算公式如下:含固量= G1一称量瓶重(g)G2一称量瓶加试样重(g)G3一称量瓶加恒温干燥后试样重(g)凝聚率和乳液聚合稳定性 乳液的聚合稳定性用凝聚率MC来表示,凝聚率山称重法获得,反应结束后,称量体系产生的凝聚物,放入烘箱烘至恒重,MC越小说明聚合过程的稳定性越好。乳液聚合结束后,用100目丝网过滤乳液,滤渣用水仔细洗涤后烘干至恒重,称其质量为W,聚合用单体及乳化剂总量为W0,计算凝聚物生成量百分比。则MC由下式计算:MC= (W/W0) × 100%乳液粘度的测定 采用涂-4杯,测试温度:25℃第三章 结果与讨论 纯丙乳液聚合共进行三种聚合工艺 单体全滴加法将所有的水、乳化剂、引发剂、助剂等全部投人三颈瓶中,搅拌、升温,将称好的单体混合后倒人滴加漏斗中,当温度升高到聚合温度时,滴加漏斗中的单体,在3h内滴定,然后恒温至转化率>98%,降温调节pH值出料。 种子聚合法将水、乳化剂、助剂,5%单体投人三颈瓶中,搅拌,升温至聚合温度,反应一lh后,再分别滴加剩余单体、引发剂3h滴完,恒温至转化率>98%,降温调节pH值出料。 预乳化法取4/5的水、乳化剂、引发剂、助剂全部单体投人三颈瓶中,在室温下快速搅拌乳化30min,然后将1/3的预乳化液和1/5的水投人另一个三颈瓶中搅拌,升温至聚合温度,反应一lh后滴加余下的预乳化液,在3h内滴完,恒温至转化率>98%,降温调节pH值出料。通过比较,我们认为:方法(1)在反应后期转化率上升缓慢,方法(2)滴加时,引发剂与单体较难控制同步,方法(3)操作方便,后期反应较快,转化率都达到98%以上。 反应温度的影响 表2 反应温度的影响温度/℃ 凝胶量 乳液外观 转化率/% 离心稳定性 65-75 无 乳白蓝光 <80 稳定 75-85 无 乳白蓝光 80-90 稳定 85-95 大凝 乳白色 >95 破乳由表2可看出,当温度高于900C和低于700C时,聚合反应效果均不理想。引发剂在较低温度下分解慢,形成的活性自由基少,反应速率慢,转化率低;反应温度过高时,反应速率过快,体系不稳定易产生凝胶和粘釜现象。这主要是因为高温下乳化剂的特性发生了变化,乳化效果变差。综合考虑,本实验分两阶段,采用不同温度聚合。前期滴加单体阶段,保持温度75-850C,使反应体系稳定;滴加完单体后再升温到85-900C进行保温,加快反应速率,缩短聚合完全的时间。当反应温度升高时,乳胶粒布朗运动加剧,使乳胶粒之间进行撞击而发生聚结的速率增大,故导致乳液稳定性降低;同时,温度升高会导致乳液稳定性下降,因为非离子型乳化剂遇水时将同水分子发生缔合形成水化乳化剂分子,可使其很好的溶解在水中形成透明溶液,并在乳胶粒周围形成很厚的水化层,但在反应温度升高时,水分子热运动加剧,水和乳化剂分子间缔合力减弱,会使乳胶粒表面上的水化层减薄,当达到某一温度时,水化层大幅度减薄,使乳化剂分子在水中的溶解度减小,以至于使之从水中沉析出来,溶液浊度突然升高,这一温度就是非离子乳化剂的浊点,此时乳化剂就失去了稳定作用,导致破乳。 搅拌强度的影响 表4 搅拌速度对乳液质量的影响搅拌速度 前期 中期(升温反应期) 保温期 慢速 乳白 乳白 蓝光充足 中速 微蓝 微蓝 蓝光充足 较快速 微蓝 蓝光充足 乳白 快速 蓝光充足 微蓝 乳白在乳液聚合过程中,搅拌的一个重要的作用是把单体分散成单体珠滴,并有利于传质和传热。但搅拌强度又不宜过大,否则会使乳胶粒数目减少,乳胶粒直径增大及聚合反应速率降低,同时会使乳液产生凝胶,甚至招致破乳。因此对乳液聚合来说,应采用适度的搅拌。第四章 结论 根据多组平行实验得出预乳液制备的好坏将直接影响乳液质量和性能。制备预乳液时,应在反应器中先加入引发剂、乳化剂再加入单体。这样反应器中就先具备了乳液发生聚合的条件,防止单体间自聚,并在50OC 强力搅拌(大约350转/分)40分,制得的预乳液比较理想。温度对乳液的聚合影响也很大,如果控制不好将出现破乳或凝聚。由实验得出乳液聚合的最佳温度为82 OC-84 OC,当温度高于900C和低于700C时,聚合反应效果均不理想。引发剂在较低温度下分解慢, 形成的活性自由基少,反应速率慢,转化率低 ;反应温度过高时,反应速率过快,体系不稳定 ,易产生凝胶和粘釜现象。这主要是因为高温下乳化剂的特性发生了变化,乳化效果变差。预乳液的滴加速度对聚合也有影响,如果滴加过慢乳液可能会破乳,过快预乳液反应不完全,可能发生自聚。在不同时期玻璃棒的搅拌速度一定要控制恰当, 预乳化阶段和主反应阶段较快(大约350转/分) ,后处理阶段较慢(大约150转/分).本实验中乳化剂的用量控制在左右 ,引发剂控制在,但每次制得乳液的质量都不太理想,可见乳化剂和引发剂的用量乳液聚合影响存在.乳液中的,酸性或碱性过强,或反应温度过高会破坏乳液体系的稳定性,产生凝胶,因此应严格控制乳液的 pH值和温度。本实验中一是加人适量的NaHCO3控制乳液的 pH值。苯丙乳液在制备过程中,内部反应及其复杂,如果反应过程中控制不当或选用的工艺、配方不合适等因素均可导致凝聚现象发生,凝聚的形态有多种,如产生一些粗粒子,或者可能在整个反应器内凝成一团。可见影响乳液质量的因素是多种多样的。
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热喷涂技术目前在国内已经得到了比较广泛的推广应用,近年来发展的趋势和特点是: 作为新型的实用工程技术目前尚无标准的分类方法,一般按照热源的种类,喷涂材料的形态及涂层的功能来分。如按涂层的功能分为耐腐,耐磨,隔热等涂层,按加热和结合方式可分为喷涂和喷熔:前者是机体不熔化,涂层与基体形成机械结合;后者则是涂层再加热重熔,涂层与基体互溶并扩散形成冶金结合。平常接触较多的一种分类方法是按照加热喷涂材料的热源种类来分的,按此可分为:①火焰类,包括火焰喷涂、爆炸喷涂、超音速喷涂;②电弧类,包括电弧喷涂和等离子喷涂;③电热法,包括电爆喷涂、感应加热喷涂和电容放电喷涂;④激光类:激光喷涂。 1、火焰喷涂:火焰喷涂包括线材火焰喷涂和粉末火焰喷涂。<1>;线材火焰喷涂法:是最早发明的喷涂法。它是把金属线以一定的速度送进喷枪里,使端部在高温火焰中熔化,随即用压缩空气把其雾化并吹走,沉积在预处理过的工件表面上。图1 丝材火焰喷吐的装置示意图图2 丝材火焰喷涂的原理示意图图1表示丝材火焰喷涂的装置。图2则是丝材火焰喷涂枪的剖面图,它示出了丝材火焰喷涂的基本原理。喷涂源为喷嘴,金属丝穿过喷嘴中心,通过围绕喷嘴和气罩形成的环形火焰中,金属丝的尖端连续地被加热到其熔点。然后,由通过气罩的压缩空气将其雾化成喷射粒子,依靠空气流加速喷射到基体上,从而熔融的粒子冷却到塑性或半熔化状态,也发生一定程度的氧化。粒子与基体撞击时变平并粘结到基体表面上,随后而来的与基体撞击的粒子也变平并粘结到先前已粘结到基体的粒子上,从而堆积成涂层。丝材的传送靠喷枪中空气涡轮或电动马达旋转,其转速可以调节,以控制送丝速度。采用空气涡轮的喷枪,送丝速度的微调比较困难,而且其速度受压缩空气的影响而难以恒定,但喷枪的质量轻,适用于手工操作;采用电动马达传送丝材的喷涂设备,虽然送丝速度容易调节,也能保持恒定,喷涂自动化程度高,但喷枪笨重,只适用于机械喷涂。在丝材火焰喷枪中,燃气火焰主要用于线材的熔化,适宜于喷涂的金属丝直径一般为~。但有时直径较大的棒材,甚至一些带材亦可喷涂,不过此时须配以特定的喷枪。<2>;粉末火焰喷涂法:它与丝材火焰喷涂的不同之处是喷涂材料不是丝材而是粉末。图3和图4分别为为粉末火焰喷涂装置和原理示意图。图3 粉末火焰喷涂的典型装置图4 粉末火焰喷涂的原理示意图在火焰喷涂中通常使用乙炔和氧组合燃烧而提供热量,也可以用甲基乙炔,丙二烯(MPS),丙烷,氢气或天然气。火焰喷涂可喷涂金属,陶瓷,塑料等材料,应用非常灵活,喷涂设备轻便简单,可移动,价格低于其他喷涂设备,经济型好,是目前喷涂技术中使用较广泛的一种方法。但是,火焰喷涂也存在明显的不足。如喷出的颗粒速度较小,火焰温度较低,涂层的粘结强度及涂层本身的综合强度都比较低,且比其他方法得到的气孔率都。此外,火焰中心为氧化气氛,所以对高熔点材料和易氧化材料,使用时应注意。为了改善火焰喷涂的不足,提高结合强度及涂层密度,可采用将压缩空气或气流加速装置来提高颗粒速度;也可以采用将压缩气流由空气改为惰性气体的办法来降低氧化程度,但这同时也提高了成本。2、爆炸喷涂爆炸喷涂:利用氧气和乙炔气点火燃烧,造成气体膨胀而产生爆炸,释放出热能和冲击波,热能使喷涂粉末熔化,冲击波则使熔融粉末以700~800m/s的速度喷射到工件表面上形成涂层。图5为爆炸喷枪示意图。图5 爆炸喷涂原理图爆炸涂层形成的基本特征,一般认为仍然是高速熔融粒子碰撞基体的结果。爆炸喷涂的最大特点是粒子飞行速度高,动能大,所以爆炸喷涂涂层具有:①涂层和基体的结合强度高,②涂层致密,气孔率很低,③涂层表面加工后粗糙度低,④工件表面温度低。爆炸喷涂可喷涂金属,金属陶瓷及陶瓷材料,但是由于该设备价格高,噪音大,属氧化性气氛等原因,国内外应用还不广泛。目前世界上应用最成功的爆炸喷涂是美国联合碳化物公司林德分公司1955年取得的专利,其设备及工艺参数至今仍然保密。中国于1985年左右,由中国航天工业部航空材料研究所研制成功爆炸喷涂设备,就Co/WC涂层性能来看,喷涂性能与美国联合碳化物公司的水平接近。在爆炸喷涂中,当乙炔含量为45%时,氧-乙炔混合气可产生3140℃的自由燃烧温度,但在爆炸条件下可能超出4200℃,所以绝大多数粉末能够熔化。粉末在高速枪中被输运的长度远大于等离子枪,这也是其粒子速度高的原因。3、超音速喷涂为了与美国碳化物公司的爆炸喷涂抗争,上世纪60年代初期,美国人发明了超音速火焰喷涂技术,称之为Jet-Kote,并于1983年获得美国专利。近些年来,国外超音速火焰喷涂技术发展迅速,许多新型装置出现,在不少领域正在取代传统的等离子喷涂。在国内,武汉材料保护研究所,北京钢铁研究总院,北京钛得新工艺材料有限公司等也在进行这方面研究,并生产出有自己特色的超音速喷涂装置。图6 超音速火焰喷涂枪燃料航空煤油与助燃剂(O2)以一定的比例导入燃烧室内混合,爆炸式燃烧,因燃烧产生的高温气体以高速通过膨胀管获得超音速。同时通入送粉气(Ar或N2),定量沿燃烧头内碳化钨中心套管送入高温燃气中,一同射出喷涂于工件上形成涂层。在喷涂机喷嘴出口处产生的焰流速度一般为音速的4倍,即约1520m/s,最高可高达2400m/s(具体与燃烧气体种类,混合比例,流量,粉末质量和粉末流量等有关)。粉末撞击到工件表面的速度估计为550-760m/s,与爆炸喷涂相当。Jet-Kote法之所以能有这么高的速度,关键在于按流体力学的原理合理设计制造了一个喷嘴,称之为Laval管的膨胀管。图7 Laval管由流体力学知:对一维可压缩流体,则有:ds/s=(M²-1)dv/v其中:S―管器截面积;M=v/v声(马赫数); V-流体速度由式中我们看出:当V>v声,即M>1时,则dv与ds符号相同,即随管道截面积变大(ds为正)时,流体速度也增大。当V<v声,即M<1时,则dv与ds符号相反,即随管器截面积变小(ds为负)时,流体速度亦增大。所以,只要管子设计合理,则流体在速度低时,只要经过足够压缩,即可在管器某一截面(如AB)达到声速,过了这一截面后,将获得超音速。超音速喷涂法具有如下的特点:①粉粒温度较低,氧比较轻(这主要是由于粉末颗粒在高温中停留时间短,在空气中暴露时间短的缘故,所以涂层中含氧化物量较低,化学成分和相的组成具有较强的稳定性),但只适于喷涂金属粉末、Co-Wc粉末以及低熔点TiO2陶瓷粉末;②粉粒运动速度高。③粉粒尺寸小(10~53>;μm)、分布范围窄,否则不能熔化。④涂层结合强度、致密度高,无分层现象。⑤涂层表面粗糙度低。⑥喷涂距离可在较大范围内变动,而不影响喷涂质量。⑦可得到比爆炸喷涂更厚的涂层,残余应力也得到改善。⑧喷涂效率高,操作方便。⑨噪音大(大于120dB),需有隔音和防护装置。 1、电弧喷涂:电弧喷涂:在两根焊丝状的金属材料之间产生电弧,因电弧产生的热使金属焊丝逐渐熔化,熔化部分被压缩空气气流喷向基体表面而形成涂层。电弧喷涂按电弧电源可分为直流电弧喷涂和交流电弧喷涂。直流:操作稳定,涂层组织致密,效率高。交流:噪音大。电弧产生的温度与电弧气体介质、电极材料种类及电流有关(如Fe料,电流280安,电弧温度为6100K)。但一般来说,电弧喷涂比火焰喷涂粉末粒子含热量更大一些,粒子飞行速度也较快,因此,熔融粒子打到基体上时,形成局部微冶金结合的可能性要大的多。所以,涂层与基体结合强度较火焰喷涂高~倍,喷涂效率也较高。电弧喷涂还可方便地制造合金涂层或“伪合金”涂层。通过使用两根不同成分的丝材和使用不同进给速度,即可得到不同的合金成分。电弧喷涂与火焰喷涂设备相似,同样具有成本低,一次性投资少,使用也方便等优点。但是,电弧喷涂的明显不足,喷涂材料必须是导电的焊丝,因此只能使用金属,而不能使用陶瓷,限制了电弧喷涂的应用范围。近些年来,为了进一步提高电弧喷涂涂层的性能,国外对设备和工艺进行了较大的改进,公布了不少专利。例如,将甲烷等加入到压缩空气中作为雾化气体,以降低涂层的含氧量。日本还将传统的圆形丝材改成方形,以改善喷涂速率,提高了涂层的结合强度。2、等离子喷涂:等离子喷涂:包括大气等离子喷涂,保护气氛等离子喷涂,真空等离子喷涂和水稳等离子喷涂。等粒子喷涂技术是继火焰喷涂之后大力发展起来的一种新型多用途的精密喷涂方法,它具有:①超高温特性,便于进行高熔点材料的喷涂。②喷射粒子的速度高,涂层致密,粘结强度高。③由于使用惰性气体作为工作气体,所以喷涂材料不易氧化。<1>;等离子的形成(以N2为例)图8 等离子体发生过程示意图。0°k时,N2分子的两个原子程哑铃形,仅在x,y,z方向上平动;大于10°k时,开始旋转运动;大于10000°k时,原子间产生振动,分子与分子间碰撞,则分子会发生离解变为单原子:N2+Ud——>N+N 其中 Ud为离解能温度再升高,原子会发生电离: N+Ui——>N++e 其中 Ui为电离能气体电离后,在空间不仅有原子,还有正离子和自由电子,这种状态就叫等离子体。等离子体可分为三大类:①高温高压等离子体,电离度100%,温度可达几亿度,用于核聚变的研究;②低温低压等离子体,电离度不足1%,温度仅为50~250度;③高温低压等离子体,约有1%以上的气体被电离,具有几万度的温度。离子、自由电子、未电离的原子的动能接近于热平衡。热喷涂所利用的正是这类等离子体。<2>;喷涂原理:图9 等粒子喷涂原理等粒子喷涂是利用等离子弧进行的,离子弧是压缩电弧,与自由电弧项比较,其弧柱细,电流密度大,气体电离度高,因此具有温度高,能量集中,弧稳定性好等特点。按接电方法不同,等离子弧有三种形式:①非转移弧:指在阴极和喷嘴之间所产生的等离子弧。这种情况正极接在喷嘴上,工件不带电,在阴极和喷嘴的内壁之间产生电弧,工作气体通过阴极和喷嘴之间的电弧而被加热,造成全部或部分电离,然后由喷嘴喷出形成等离子火焰(或叫等离子射流)。等粒子喷涂采用的就是这类等离子弧。②转移弧:电弧离开喷枪转移到被加工零件上的等离子弧。这种情况喷嘴不接电源,工件接正极,电弧飞越喷枪的阴极和阳极(工件)之间,工作气体围绕着电弧送入,然后从喷嘴喷出。等离子切割,等离子弧焊接,等离子弧冶炼使用的是这类等离子弧。③联合弧:非转移弧引燃转移弧并加热金属粉末,转移弧加热工件使其表面产生熔池。这种情况喷嘴,工件均接在正极。等离子喷焊采用这种等离子弧。进行等粒子喷涂时,首先在阴极和阳极(喷嘴)之间产生一直流电弧,该电弧把导入的工作气体加热电离成高温等离子体,并从喷嘴喷出,形成等离子焰,等离子焰的温度很高,其中心温度可达30000°k,喷嘴出口的温度可达; 15000~20000°k。焰流速度在喷嘴出口处可达1000~2000m/s,但迅衰减。粉末由送粉气送入火焰中被熔化,并由焰流加速得到高于150m/s的速度,喷射到基体材料上形成膜。图10 等离子焰流温度分布<3>;等粒子喷涂设备:等离子喷涂设备主要包括:①喷枪:实际上是一个非转移弧等离子发生器,是最关键的部件,其上集中了整个系统的电,气,粉,水等。②电源:用以供给喷枪直流电。通常为全波硅整流装置。③送粉器:用来贮存喷涂粉末并按工艺要求向喷枪输送粉末的装置。④热交换器:主要用以使喷枪获得有效的冷却,达到使喷嘴延寿的目的。⑤供气系统:包括工作气和送粉气的供给系统。⑥控制框:用于对水,电、气、粉的调节和控制。<4>;等粒子喷涂工艺:在等粒子喷涂过程中,影响涂层质量的工艺参数很多,主要有:①等离子气体:气体的选择原则主要根据是可用性和经济性,N2气便宜,且离子焰热焓高,传热快,利于粉末的加热和熔化,但对于易发生氮化反应的粉末或基体则不可采用。Ar气电离电位较低,等离子弧稳定且易于引燃,弧焰较短,适于小件或薄件的喷涂,此外Ar气还有很好的保护作用,但Ar气的热焓低,价格昂贵。气体流量大小直接影响等离子焰流的热焓和流速,从而影响喷涂效率,涂层气孔率和结合力等。流量过高,则气体会从等离子射流中带走有用的热,并使喷涂粒子的速度升高,减少了喷涂粒子在等离子火焰中的“滞留”时间,导致粒子达不到变形所必要的半熔化或塑性状态,结果是涂层粘接强度、密度和硬度都较差,沉积速率也会显著降低;相反,则会使电弧电压值不适当,并大大降低喷射粒子的速度。极端情况下,会引起喷涂材料过热,造成喷涂材料过度熔化或汽化,引起熔融的粉末粒子在喷嘴或粉末喷口聚集,然后以较大球状沉积到涂层中,形成大的空穴。②电弧的功率:电弧功率太高,电弧温度升高,更多的气体将转变成为等离子体,在大功率、低工作气体流量的情况下,几乎全部工作气体都转变为活性等粒子流,等粒子火焰温度也很高,这可能使一些喷涂材料气化并引起涂层成分改变,喷涂材料的蒸汽在基体与涂层之间或涂层的叠层之间凝聚引起粘接不良。此外还可能使喷嘴和电极烧蚀。而电弧功率太低,则得到部分离子气体和温度较低的等离子火焰,又会引起粒子加热不足,涂层的粘结强度,硬度和沉积效率较低。③供粉:供粉速度必须与输入功率相适应,过大,会出现生粉(未熔化),导致喷涂效率降低;过低,粉末氧化严重,并造成基体过热。送料位置也会影响涂层结构和喷涂效率,一般来说,粉末必须送至焰心才能使粉末获得最好的加热和最高的速度。④喷涂距离和喷涂角:喷枪到工件的距离影响喷涂粒子和基体撞击时的速度和温度,涂层的特征和喷涂材料对喷涂距离很敏感。喷涂距离过大,粉粒的温度和速度均将下降,结合力、气孔、喷涂效率都会明显下降;过小,会使基体温升过高,基体和涂层氧化,影响涂层的结合。在机体温升允许的情况下,喷距适当小些为好。喷涂角:指的是焰流轴线与被喷涂工件表面之间的角度。该角小于45度时,由于“阴影效应”的影响,涂层结构会恶化形成空穴,导致涂层疏松。⑤喷枪与工件的相对运动速度:喷枪的移动速度应保证涂层平坦,不出线喷涂脊背的痕迹。也就是说,每个行程的宽度之间应充分搭叠,在满足上述要求前提下,喷涂操作时,一般采用较高的喷枪移动速度,这样可防止产生局部热点和表面氧化。⑥基体温度控制:较理想的喷涂工件是在喷涂前把工件预热到喷涂过程要达到的温度,然后在喷涂过程中对工件采用喷气冷却的措施,使其保持原来的温度。近几年来,在等离子喷涂的基础上又发展了几种新的等离子喷涂技术,如:3、真空等离子喷涂(又叫低压等离子喷涂)真空等离子喷涂是在气氛可控的,4~40Kpa的密封室内进行喷涂的技术。因为工作气体等离子化后,是在低压气氛中边膨胀体积边喷出的,所以喷流速度是超音速的,而且非常适合于对氧化高度敏感的材料。4、水稳等离子喷涂前面说的等离子喷涂的工作介质都是气体,而这种方法的工作介质不是气而是水,它是一种高功率或高速等离子喷涂的方法,其工作原理是:喷枪内通入高压水流,并在枪筒内壁形成涡流,这时,在枪体后部的阴极和枪体前部的旋转阳极间产生直流电弧,使枪筒内壁表面的一部分蒸发、分解,变成等离子态,产生连续的等离子弧。由于旋转涡流水的聚束作用,其能量密度提高,燃烧稳定,因此,可喷涂高熔点材料,特别是氧化物陶瓷,喷涂效率非常高。 1、电爆喷涂:在线材两端通以瞬间大电流,使线材熔化并发生爆炸。此法专用来喷涂气缸等内表面。2、感应加热喷涂:采用高频涡流把线材加热,然后用高压气体雾化并加速的喷涂方法。3、电容放电加热:利用电容放电把线材加热,然后用高压气体雾化并加速的喷涂方法。 把高密度能量的激光束朝着接近于零件的基体表面的方向直射,基体同时被一个辅助的激光加热器加热,这时,细微的粉末以倾斜的角度被吹送到激光束中。图11 激光喷涂熔化粘结到基体表面,形成了一层薄的表面涂层,与基体之间形成良好的结合(喷涂环境可选择大气气氛或惰性气体气氛,或真空下进行)。
你好 热喷涂技术在国家标准 GB/T18719—2002《热喷涂 术语、分类》中定义:热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态,并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法。热喷涂技术在普通材料的表面上,制造一个特殊的工作表面,使其达到:防腐、耐磨、减摩、抗高温、抗氧化、隔热、绝缘、导电、防微波辐射等一系多种功能,使其达到节约材料,节约能源的目的,我们把特殊的工作表面叫涂层,把制造涂层的工作方法叫热喷涂。热喷涂技术是表面过程技术的重要组成部分之一,约占表面工程技术的三分之一。
表面工程及热喷涂技术的特点及发展 表面工程是经表面预处理后,通过表面涂覆、表面改性或多种表面工程技术复合处理,改变固体金属表面和非金属表面的形态、化学成份和组织结构和应力状态,以获得所需要表面性能的系统工程。 表面工程综合了多个领域的基础理论、技术和最新成果。表面工程技术因在基体材料表面制造了一层涂层或薄膜,或通过表面改性赋予材料许多特殊性能,使材料的表面性能大大优于材料基体,不仅能大大延伸基体材料的应用领域,而且解决了许多领域中材料无法满足环境要求的问题。表面工程技术在解决人类发展中遇到资源、能源、环境等共同问题中起着不可替代的重要作用。 由于表面工程技术节能、节材,从而保护了人类赖以生存的宝贵资源,同时还对环境保护起到了非常关键的作用。21世纪表面工程技术将渗透各行各业,推动社会文明、提高生活质量。 热喷涂技术是表面工程中的一个重要分支,它是通过火焰、电弧或等离子体等热源,将某种线状和粉末状的材料加热至熔融或半融化状态,并将加速形成的熔滴高速喷向基体形成涂层。涂层具有耐磨损、而腐蚀、而高温和隔热等优异性能,并能对磨损、腐蚀或加工超差引起的零件尺寸减小进行修复。热喷涂技术的应用主要包括:长效防腐、机械修复及先进制造技术、模具制作与修复、制造特殊的功能涂层等四个方面。目前,热喷涂技术已广泛应用于几乎所有工业领域以及家庭用品(如不粘锅、红外线保健电热器等)。 20世纪末,热喷涂技术的发展十分迅速,并迅速被推广使用。1980年到2000年,热喷涂市场的变化见表1。到20世纪末,等离子喷涂仍然居主导地位。值得注意的是,高速火焰喷涂(HVOF)迅速发展,将占据25%的市场比例,居第二位。电弧喷涂技术,由于经济性好、涂层性能比火焰喷涂层优越,将部分代替火焰喷涂技术上升到第三位。 2热喷涂技术的应用 热喷涂技术目前已经得到了广泛的应用,其主要应用领域如表2所示。近年的发展趋势和特点是:(1)大面积长效防护技术得到广泛应用,对于长期暴露在户外大气的钢铁结构件采用喷涂铝、锌及其合金涂层,代替传统的刷油漆的方法,实行阴极保护进行长效大气防腐;(2)采用热喷涂技术修复与强化大型关键设备及进口零部件国产化;(3)超音速火焰喷涂技术的应用:(4)气体爆燃式喷涂技术进一步得到应用;(5)高速、自动氧乙炔火焰末喷涂技术发展迅速;(6)热喷技术在化工防腐工程中得到应用;(7)激光重熔技术开始应用。目前,热喷涂技术在军事、水利、电力、化工、建筑、环保、生物等众多工程领域等方面得到了日益广泛的应用,热喷涂在海洋工程方面也得到了广泛应用。对船身、甲板、驳船、大平底船、拖船等,热喷涂都取得了良好的长效保护效果。 3热喷涂技术在化工、石油行业中的应用 在化工行业中,腐蚀尤为严重,它不仅造成大量材料和设备损失,而且因腐蚀造成的企业停产。安全事故及环境污染所带来的损失更难以估量的。防止“跑、冒、滴、漏”是化工企业设备管理的主要任务之一。集多种工艺方法于一身、以表面强化为宗旨的热喷涂技术可以喷涂所有的固态工程材料,并具有良好的化学稳定性,目前在化工行业中已得到日益广泛的应用。化工介质往往含有硫及氧,如燃料、酒精、醋酸、甲苯、甘油、糖浆的储罐,原轴套机械密封和叶轮,均可通过热喷涂解决防腐。对一般弱腐蚀介质可以通过金属热喷涂铝、锌、不锈钢加封闭解决,对强酸、碱等通过塑料火焰喷涂环氧、聚四氟乙烯等解决。效果十分显著。热喷涂在化工行业中的典型应用有如下几个方面:1、以低级材质和加热喷涂层取代不锈钢、钛合金等高级材质不锈钢。2、可作为化工反应罐、贮罐、搅拌装置和管道的防腐涂层。3、可作为搪玻璃设备崩瓷损坏的良好修补层。 热喷涂在石油工业中也得到了广泛的应用。热喷涂已成功用于石油勘探,开采等设备的修复和防护。热喷涂涂层已成功用于石油钢管、海洋平台的长效防腐。某井下作业公司工程安装公司引进的电弧喷涂技术,较好地解决了金属防腐难题,填补了油田金属防腐空白。工程安装公司目前已将该技术应用到线材、板材、型材及金属设备中,喷涂后的产品防腐能力提高了2倍以上。