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針對油性涂料環境污染大的問題，以復合乳膠為成膜物質，先后研制出水性地坪涂料、水性金屬防腐蝕涂料、水性混凝土防腐涂料、水性木器涂料等高性能水性涂料。性能優良，完全可以替代同類油性涂料，成為環境友好新型涂料的重要發展方向。

本研究以多元低維碳材料為發熱主體，構建由不同形態的碳材料之間協同作用，搭建三維立體載流子傳輸通道的水性電熱油墨體系。通過理論分析與實驗數據相結合的方式，揭示導電填料的微觀形貌、粒徑、導電性以及流變性與油墨電熱性能的關聯關系。 一、項目分類 顯著效益成果轉化 二、成果簡介 創新性： 本研究以多元低維碳材料為發熱主體，構建由不同形態的碳材料之間協同作用，搭建三維立體載流子傳輸通道的水性電熱油墨體系。通過理論分析與實驗數據相結合的方式，揭示導電填料的微觀形貌、粒徑、導電性以及流變性與油墨電熱性能的關聯關系。根據發熱器件的實際使用需求，指導油墨配方的調整，明確提高電熱轉化效率的關鍵因素，并以此為指導得到高電熱轉化效率、低成本、低功耗、可大規模生產制備的碳系水性電熱油墨。 先進性： 進入二十一世紀以來，國內外許多公司和科研機構都致力于研發低成本高電熱效率的電熱膜，快速的加熱性能和低驅動電壓是其核心目標；大規模低成本的制備工藝、均勻的加熱分布、電熱膜的耐用性及其規模化生產仍然是一個挑戰；良好的柔韌性以及動態穩定性是實現其大范圍應用的關鍵；環保無毒害是未來發展的必然趨勢。針對上述問題，本項目構建了一種多元碳體系水性電熱油墨。該油墨以水為溶劑，炭黑、納米級石墨片、少層石墨烯和碳納米管等碳系材料作為導電發熱填料，水性樹脂作為連接料，利用不同形態碳材料之間的橋接效應和協同作用，降低電熱油墨的滲流閾值并提升電加熱性能。該電熱油墨具備低功耗、低成本、低單位面積使用量的特性。研究了碳材料本身的結構和性能、不同配合體系油墨的導電、導熱機理，優化制備方法，形成高電熱轉化效率、適用于各種復雜場景使用的多元碳體系電熱油墨，具有較高理論和實踐意義。 獨占性 針對目前市場上的碳體系電熱油墨工作電壓高（220 V）、實際電熱轉化率低、功耗大、發熱性能難以滿足復雜多變的應用場景、難以規模化生產等問題。本項目擬以低成本、大規模制備、高電熱轉化效率、綠色環保為目標，構建多元碳體系電熱油墨。利用機器學習方法揭示額定條件下油墨的電熱轉化效率與體系中碳材料的形貌結構、碳材料與連接劑和分散劑等的配比以及制備工藝之間的關聯性；探討界面處發生的各種熱力學和動力學問題；研究多元碳材料之間的協同作用。構建了在24 V~220 V條件下均可使用且能量內耗低、電熱轉化效率大于90 %、油墨用量少的環保性碳系水性電熱油墨。并實現絲網、凹版一次印刷即可滿足24 V工作電壓的使用需求，提高了生產效率，拓寬了應用范圍和領域。

膨脹型防火涂料的有利之一就是使用較輕的重量和相對較薄的涂層就能獲得特定時間的隔熱效果。在性能穩定可靠的情況下，涂層越薄越有優勢。 一、項目分類 重大科學前沿創新 二、成果簡介 隨著社會經濟的發展和科技的進步，鋼結構建筑越來越多地涌現。鋼結構具有很多獨特的優點，如高強、高韌、抗震、輕質、價廉、體積小、不消耗土木、可工廠預制、建筑工期短等等。然而不耐溫也是鋼結構建筑的致命弱點。這就需要耐火性能高、施工方便、裝飾效果好的鋼結構防火涂料。而膨脹型防火涂料的有利之一就是使用較輕的重量和相對較薄的涂層就能獲得特定時間的隔熱效果。在性能穩定可靠的情況下，涂層越薄越有優勢。但在實際應用中發現超薄型防火涂料的防火性能不是很理想，而薄型防火涂料施工方便，價格較超薄型的低，既能滿足裝飾性需要，又能達到建筑設計防火規范要求，是鋼結構防火涂料的發展方向。 本項目包括水性室外薄涂型鋼結構防火涂料的配方及制備工藝。 技術特點： 1.與鋼構件有優良的結合力； 2.達到一定溫度時迅速膨脹形成絕熱保護層，在預期的耐火極限內可有效保護鋼結構； 3.在鋼構件受熱發生允許變形時，絕熱保護層不破壞，仍能保持原有的隔熱保護作用； 4.可根據使用鋼構的環境調節配方，改變涂層厚度及飾面效果； 5.生產工藝流程便捷，易實現異地生產； 6.安全無毒、經濟合理。 產品的主要技術指標： 產品技術指標均達到或超過了國家有關規范的要求，滿足國家標準（GB14907-2002）要求。

研究背景： 水性聚氨酯乳液（水性 PU）具有耐低溫、柔韌性好等優 點，但也有耐高溫性能不佳、耐水性差等缺點。與溶劑型聚氨酯面料樹脂 相比，水性聚氨酯面料樹脂的溶劑揮發較慢，需較長的干燥時間和較高的 溫度，并且水的表面張力較大，與疏水性基材的潤濕能力差，在大部分水 分還未揮發或被多孔性基材吸收時就突然加熱干燥， 不易得到連續均勻的 膜層，從而影響流平效果、強度差等缺點。 項目研究內容 ：本項

項目簡介：  利用涂料對金屬材料進行表面防護， 提高金屬材料的抗腐蝕性能是一

傳統的聚乙烯醇制備工藝為在甲醇中的溶液聚合法，根據聚合度的不同要求，調整引發劑及甲醇配比，可以獲得從300-2600左右聚合度的聚乙烯醇。對應更高聚合度的聚乙烯醇，如超過3000以上，溶液聚合方法基本無法實現。因為隨著聚合度的提高，體系粘度太高，存在散熱及輸送困難，轉化率難以提高，因此高聚合度聚乙烯醇只能采用其他聚合方法實現。本課題組成功開發了無皂乳液聚合制備高聚合度聚乙烯醇的方法。其基本原理為在較低的溫度下（低于30度），不添加乳化劑，采用氧化還原引發體系，成功實現了醋酸乙烯單體的無皂乳液聚合。做成的乳液非常穩定，粒子較細，攪拌桿上無殘留物。仍然需要添加少量破乳劑，讓粒子迅速聚并沉淀，然后過濾，洗滌，干燥，得到聚醋酸乙烯酯。在將聚合物溶解在甲醇中，經常規醇解，得到聚乙烯醇。 主要技術指標： 該聚合方法的優點：不添加乳化劑，聚合物純度高，無雜質引入。固體含量可以在30-45%之間，反應過程平穩，聚合速度快，在3-5小時聚合完成，聚合轉化率可以達到99%以上。采用同樣的方法可以獲得不同聚合度的聚乙烯醇，根據GPC及粘度測試對比，聚合度最高可以達到6000。 聚合溫度低，能耗低。項目目前在研制階段，成果權屬為我校獨自擁有。

重防腐涂料作為國民經濟重要領域的主要工程材料，它涉及到交通運輸、石油化工、電力、海洋工程、建筑工程等部門，關系到它們的質量與附加值；同時又為海洋開發和新能源配套、航空航天、戰艦、國防工業等高科技產業的發展奠定基礎，所以國際上已將重防腐涂料發展水平高低作為衡量涂料工業先進程度的標準。且在國家大力發展環保產業的背景下，具有環保絕對優勢的水性重防腐漆，作為在國民經濟、軍防建設上的重要工程材料，將具有巨大的發展前景。 當前水性防腐涂料還存在一些技術難點，如屏蔽性不足；鋅粉不能分散在水性體系中，分散在固化劑中，又由于固化劑粘度太大，要分散大量的鋅粉必須加入溶劑稀釋（約30%溶劑），不能完全達到環保要求。 本成果針對國內外重防腐涂料這一現狀，從以下幾個方面進行了改進：（1）對環氧樹脂進行結構改性，引入了具有“盾牌”效應的結構，從而使涂層的耐水性和對溶劑等的耐受性大大提高；（2）固化劑結構中引入了支化結構，固化劑分子量大但粘度很低，利于鋅粉的分散；（3）在環氧乳液中分散有5%。經過改性的氧化石墨烯，設計制備了新一代氧化石墨烯-富鋅重防腐水性涂料體系，產品充分利用石墨烯納米片狀結構對水的滲透性的屏障功能和鋅粉的陰極保護相結合，具有高效防腐性能。該體系具有粘度低，氣VOC特點，該組分經（50±2）℃熱儲30 d后，穩定性為10級，調刀刀面無沉降觸感。 本成果研發的重防腐涂料作為涂料工業的環保產品，迎合市場需求，填補了國產高端防腐品牌的市場空白，具有廣闊的市場前景。產品已在江西省臨近的省、市推廣應用，且已經形成了從封閉、輕防腐和重防腐的完整產品鏈。按照油性防腐涂料千億的市場規模，按照30%-40%替換為水性（2018年已經達到25%），該產品具有廣闊的市場前景。

本發明公開了一種納米氧化錫銻水性漿料的制備方法，包括如下步驟：1）將納米氧化錫銻粉體和去離子水經磁力攪拌，配成納米氧化錫銻粉體的質量含量為5%～10%的ATO粉體懸浮液；在ATO粉體懸浮液中加入硅烷偶聯劑，并滴加醋酸至pH為3.5～5.5，然后磁力攪拌1～2小時；2）在步驟1）所得的懸浮液中加入分散劑磁力攪拌1～2小時，然后調節粘度為70～90Pa.S，再磁力攪拌10～30分鐘；接著在高速剪切分散機下分散0.5～1小時，最后再超聲分散0.5～1小時，得到納米氧化錫銻水性漿料。采用本發明方法制備而得的納米氧化錫銻（ATO）水性漿料具有分散性好、穩定性強等特點。

高吸水性樹脂是一類具有高吸水保水性能的高分子材料，已在醫用衛生、農林園藝等眾多領域扮演重要角色。理想的高吸水性樹脂應具備高吸水能力、高吸水速率、良好的機械強度；本項目開發的多孔性高吸水性樹脂在吸水能力和吸水速率上具有很大優勢。項目內容主要包括基于聚丙烯酸（鈉）-丙烯酰胺高吸水性樹脂的生產技術，可獲得同時具有高吸水/鹽水倍率和速率的簇狀多孔高吸水性微球樹脂。