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針對(duì)油性涂料環(huán)境污染大的問(wèn)題，以復(fù)合乳膠為成膜物質(zhì)，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(yōu)良，完全可以替代同類(lèi)油性涂料，成為環(huán)境友好新型涂料的重要發(fā)展方向。

本研究以多元低維碳材料為發(fā)熱主體，構(gòu)建由不同形態(tài)的碳材料之間協(xié)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(guò)理論分析與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式，揭示導(dǎo)電填料的微觀形貌、粒徑、導(dǎo)電性以及流變性與油墨電熱性能的關(guān)聯(lián)關(guān)系。 一、項(xiàng)目分類(lèi) 顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、成果簡(jiǎn)介 創(chuàng)新性： 本研究以多元低維碳材料為發(fā)熱主體，構(gòu)建由不同形態(tài)的碳材料之間協(xié)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(guò)理論分析與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式，揭示導(dǎo)電填料的微觀形貌、粒徑、導(dǎo)電性以及流變性與油墨電熱性能的關(guān)聯(lián)關(guān)系。根據(jù)發(fā)熱器件的實(shí)際使用需求，指導(dǎo)油墨配方的調(diào)整，明確提高電熱轉(zhuǎn)化效率的關(guān)鍵因素，并以此為指導(dǎo)得到高電熱轉(zhuǎn)化效率、低成本、低功耗、可大規(guī)模生產(chǎn)制備的碳系水性電熱油墨。 先進(jìn)性： 進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多公司和科研機(jī)構(gòu)都致力于研發(fā)低成本高電熱效率的電熱膜，快速的加熱性能和低驅(qū)動(dòng)電壓是其核心目標(biāo)；大規(guī)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(guī)模化生產(chǎn)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)；良好的柔韌性以及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性是實(shí)現(xiàn)其大范圍應(yīng)用的關(guān)鍵；環(huán)保無(wú)毒害是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。針對(duì)上述問(wèn)題，本項(xiàng)目構(gòu)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(jí)石墨片、少層石墨烯和碳納米管等碳系材料作為導(dǎo)電發(fā)熱填料，水性樹(shù)脂作為連接料，利用不同形態(tài)碳材料之間的橋接效應(yīng)和協(xié)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(jié)構(gòu)和性能、不同配合體系油墨的導(dǎo)電、導(dǎo)熱機(jī)理，優(yōu)化制備方法，形成高電熱轉(zhuǎn)化效率、適用于各種復(fù)雜場(chǎng)景使用的多元碳體系電熱油墨，具有較高理論和實(shí)踐意義。 獨(dú)占性 針對(duì)目前市場(chǎng)上的碳體系電熱油墨工作電壓高（220 V）、實(shí)際電熱轉(zhuǎn)化率低、功耗大、發(fā)熱性能難以滿(mǎn)足復(fù)雜多變的應(yīng)用場(chǎng)景、難以規(guī)模化生產(chǎn)等問(wèn)題。本項(xiàng)目擬以低成本、大規(guī)模制備、高電熱轉(zhuǎn)化效率、綠色環(huán)保為目標(biāo)，構(gòu)建多元碳體系電熱油墨。利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法揭示額定條件下油墨的電熱轉(zhuǎn)化效率與體系中碳材料的形貌結(jié)構(gòu)、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(guān)聯(lián)性；探討界面處發(fā)生的各種熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題；研究多元碳材料之間的協(xié)同作用。構(gòu)建了在24 V~220 V條件下均可使用且能量?jī)?nèi)耗低、電熱轉(zhuǎn)化效率大于90 %、油墨用量少的環(huán)保性碳系水性電熱油墨。并實(shí)現(xiàn)絲網(wǎng)、凹版一次印刷即可滿(mǎn)足24 V工作電壓的使用需求，提高了生產(chǎn)效率，拓寬了應(yīng)用范圍和領(lǐng)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(duì)較薄的涂層就能獲得特定時(shí)間的隔熱效果。在性能穩(wěn)定可靠的情況下，涂層越薄越有優(yōu)勢(shì)。 一、項(xiàng)目分類(lèi) 重大科學(xué)前沿創(chuàng)新 二、成果簡(jiǎn)介 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，鋼結(jié)構(gòu)建筑越來(lái)越多地涌現(xiàn)。鋼結(jié)構(gòu)具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如高強(qiáng)、高韌、抗震、輕質(zhì)、價(jià)廉、體積小、不消耗土木、可工廠(chǎng)預(yù)制、建筑工期短等等。然而不耐溫也是鋼結(jié)構(gòu)建筑的致命弱點(diǎn)。這就需要耐火性能高、施工方便、裝飾效果好的鋼結(jié)構(gòu)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(duì)較薄的涂層就能獲得特定時(shí)間的隔熱效果。在性能穩(wěn)定可靠的情況下，涂層越薄越有優(yōu)勢(shì)。但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)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(jià)格較超薄型的低，既能滿(mǎn)足裝飾性需要，又能達(dá)到建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范要求，是鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的發(fā)展方向。 本項(xiàng)目包括水性室外薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的配方及制備工藝。 技術(shù)特點(diǎn)： 1.與鋼構(gòu)件有優(yōu)良的結(jié)合力； 2.達(dá)到一定溫度時(shí)迅速膨脹形成絕熱保護(hù)層，在預(yù)期的耐火極限內(nèi)可有效保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)； 3.在鋼構(gòu)件受熱發(fā)生允許變形時(shí)，絕熱保護(hù)層不破壞，仍能保持原有的隔熱保護(hù)作用； 4.可根據(jù)使用鋼構(gòu)的環(huán)境調(diào)節(jié)配方，改變涂層厚度及飾面效果； 5.生產(chǎn)工藝流程便捷，易實(shí)現(xiàn)異地生產(chǎn)； 6.安全無(wú)毒、經(jīng)濟(jì)合理。 產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)： 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)了國(guó)家有關(guān)規(guī)范的要求，滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB14907-2002）要求。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：  利用涂料對(duì)金屬材料進(jìn)行表面防護(hù)， 提高金屬材料的抗腐蝕性能是一

300℃復(fù)合隔熱板是以聚氨酯（PU）預(yù)聚體為基體材料，以中空玻璃微球（HGM）為增強(qiáng)材料，并且添加催化劑等助劑制備的一類(lèi)PU耐高溫隔熱復(fù)合材料。采用預(yù)聚體法分別制備了改變PU交聯(lián)度和改變填料用量的2組PU/HGM復(fù)合材料；通過(guò)壓縮實(shí)驗(yàn)、硬度實(shí)驗(yàn)、導(dǎo)熱系數(shù)和TG-DTA測(cè)試，結(jié)果表明：當(dāng)HGM用量在一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)比例時(shí)，所制得復(fù)合材料壓縮強(qiáng)度為37.42MPa，彈性模量為9.96MPa，最大壓縮應(yīng)變5.19%，導(dǎo)熱系數(shù)為0.1483Ｗ／ｍ·Ｋ，耐熱性（使用溫度）為２２０℃左右，３００℃時(shí)失重率為８０％。材料的綜合性能最優(yōu)。 中空玻璃微球（ＨＧＭ）主要從粉煤燃燒后的粉煤灰中提取出的和人工合成的，原料來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉。ＨＧＭ 具有諸多優(yōu)良的性能，包括質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)低和抗壓能力強(qiáng)等。ＨＧＭ 在復(fù)合材料中廣泛應(yīng)用，不僅可以降低復(fù)合材料的密度，而且還可以增加復(fù)合材料的力學(xué)性能、絕緣性和耐熱性等性能。中空玻璃微球（ＨＧＭ）主要從粉煤燃燒后的粉煤灰中提取出的和人工合成的，原料來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉。ＨＧＭ 具有諸多優(yōu)良的性能，包括質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)低和抗壓能力強(qiáng)等。ＨＧＭ 在復(fù)合材料中廣泛應(yīng)用，不僅可以降低復(fù)合材料的密度，而且還可以增加復(fù)合材料的力學(xué)性能、絕緣性和耐熱性等性能。通過(guò)ＨＧＭ 對(duì)ＰＵ泡沫燃燒和力學(xué)性能的影響的實(shí)驗(yàn)表明，ＰＵ泡沫中僅加入ＨＧＭ 對(duì)其氧指數(shù)和水平燃燒速度影響不大，但可改變其應(yīng)力－應(yīng)變過(guò)程：當(dāng)壓力低于臨界值時(shí)，應(yīng)變隨壓力增大而緩慢增加；而當(dāng)壓力超過(guò)臨界值后，應(yīng)變隨壓力增大而迅速增加。通過(guò)向硬質(zhì)ＰＵ泡沫塑料中添加石墨和ＨＧＭ，實(shí)驗(yàn)表明：１０％（ｗｔ，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）的ＨＧＭ、２０％的石墨和７０％的硬質(zhì)泡沫塑料制得的復(fù)合材料具有最佳的阻燃性能，且復(fù)合材料的極限氧指數(shù)達(dá)到了３０％（體積比），并得到了最大耐壓強(qiáng)度和彈性模量。隨著ＨＧＭ 的含量增加，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度增加，而其密度和溶脹比下降。密度為１２５ｋｇ／ｍ３ 的ＨＧＭ 對(duì)低密度（５４～９０ｋｇ／ｍ３）硬質(zhì)泡沫塑料的性能影響，在微球含量為０．５％～５％的范圍內(nèi)確定微球含量對(duì)該泡沫塑料熱膨脹系數(shù)、拉伸和壓縮性能的影響。

本聚氨酯（SMPU）材料相較于傳統(tǒng)高分子材料（PLA、PCL、PE、PP等）具有高力學(xué)性能、可記憶、可降解、低溫加工、X射線(xiàn)可透性等特性。應(yīng)用領(lǐng)域包括：醫(yī)用和非醫(yī)用。醫(yī)用領(lǐng)域可用于骨修復(fù)材料，包括：可吸收骨釘、骨棒；脊柱：融合器；填充材料、修復(fù)再生材料，覆蓋50%以上骨修復(fù)材料應(yīng)用場(chǎng)景。非醫(yī)用可用于膜材（包裝）、模擬手術(shù)假體、建筑材料、石膏板假體等。材料性能優(yōu)勢(shì)如下： 1.力學(xué)性能突出 室溫下，模量可達(dá)約3500MPa，拉伸強(qiáng)度約40～58MPa，拉伸斷裂伸長(zhǎng)率約32%。在人體內(nèi)部生理?xiàng)l件下仍具有580～1200MPa的模量和25～35MPa的拉伸強(qiáng)度，拉伸斷裂伸長(zhǎng)率超過(guò)200%。 2.形狀記憶 賦形和回復(fù)溫度不超過(guò)50°C，利于實(shí)際應(yīng)用。形狀固定率大于97%，形狀回復(fù)率大于86%。高形狀回復(fù)應(yīng)力：根據(jù)硬段的分子結(jié)構(gòu)和硬段含量的不同，形狀回復(fù)力在0.1～15.0MPa之間可調(diào)，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可達(dá)280小時(shí)以上。 3.能夠完全填充 材料在形狀回復(fù)過(guò)程中還能“自適配”不規(guī)則的復(fù)雜形狀，使智能人工骨能夠自動(dòng)填充不規(guī)則的骨缺損區(qū)域，解決骨缺損修復(fù)過(guò)程中骨不連的問(wèn)題。 4.微創(chuàng)植入 與傳統(tǒng)的人工骨或其他骨科植入物以開(kāi)放手術(shù)植入人體的實(shí)施手段不同，SMP制造的智能人工骨或其他智能骨科植入物（如椎間融合器、骨螺釘、夾骨板等）可以通過(guò)微創(chuàng)手術(shù)植入人體，然后在體內(nèi)擴(kuò)充。這種方法利用SMP及微創(chuàng)手術(shù)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可以很大程度上減輕病人的痛苦并取得理想的醫(yī)療效果。 5.降解速率可調(diào) 通過(guò)調(diào)節(jié)硬段的分子結(jié)構(gòu)和含量，可獲得降解速率不同的線(xiàn)性SMPUs。     6.低溫加工性能優(yōu)異 擠出和注塑加工溫度在110～130°C之間，遠(yuǎn)低于目前已經(jīng)商品化的可降解醫(yī)用高分子材料聚乳酸、聚乙二醇和聚乙醇酸的加工溫度，加工難度和加工成本更低。

重防腐涂料作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要領(lǐng)域的主要工程材料，它涉及到交通運(yùn)輸、石油化工、電力、海洋工程、建筑工程等部門(mén)，關(guān)系到它們的質(zhì)量與附加值；同時(shí)又為海洋開(kāi)發(fā)和新能源配套、航空航天、戰(zhàn)艦、國(guó)防工業(yè)等高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)，所以國(guó)際上已將重防腐涂料發(fā)展水平高低作為衡量涂料工業(yè)先進(jìn)程度的標(biāo)準(zhǔn)。且在國(guó)家大力發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)的背景下，具有環(huán)保絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的水性重防腐漆，作為在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、軍防建設(shè)上的重要工程材料，將具有巨大的發(fā)展前景。 當(dāng)前水性防腐涂料還存在一些技術(shù)難點(diǎn)，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?zhuān)s30%溶劑），不能完全達(dá)到環(huán)保要求。 本成果針對(duì)國(guó)內(nèi)外重防腐涂料這一現(xiàn)狀，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)：（1）對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行結(jié)構(gòu)改性，引入了具有“盾牌”效應(yīng)的結(jié)構(gòu)，從而使涂層的耐水性和對(duì)溶劑等的耐受性大大提高；（2）固化劑結(jié)構(gòu)中引入了支化結(jié)構(gòu)，固化劑分子量大但粘度很低，利于鋅粉的分散；（3）在環(huán)氧乳液中分散有5%。經(jīng)過(guò)改性的氧化石墨烯，設(shè)計(jì)制備了新一代氧化石墨烯-富鋅重防腐水性涂料體系，產(chǎn)品充分利用石墨烯納米片狀結(jié)構(gòu)對(duì)水的滲透性的屏障功能和鋅粉的陰極保護(hù)相結(jié)合，具有高效防腐性能。該體系具有粘度低，氣VOC特點(diǎn)，該組分經(jīng)（50±2）℃熱儲(chǔ)30 d后，穩(wěn)定性為10級(jí)，調(diào)刀刀面無(wú)沉降觸感。 本成果研發(fā)的重防腐涂料作為涂料工業(yè)的環(huán)保產(chǎn)品，迎合市場(chǎng)需求，填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)高端防腐品牌的市場(chǎng)空白，具有廣闊的市場(chǎng)前景。產(chǎn)品已在江西省臨近的省、市推廣應(yīng)用，且已經(jīng)形成了從封閉、輕防腐和重防腐的完整產(chǎn)品鏈。按照油性防腐涂料千億的市場(chǎng)規(guī)模，按照30%-40%替換為水性（2018年已經(jīng)達(dá)到25%），該產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)前景。

本發(fā)明公開(kāi)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(jīng)磁力攪拌，配成納米氧化錫銻粉體的質(zhì)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(lián)劑，并滴加醋酸至pH為3.5～5.5，然后磁力攪拌1～2小時(shí)；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(shí)，然后調(diào)節(jié)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(jī)下分散0.5～1小時(shí)，最后再超聲分散0.5～1小時(shí)，得到納米氧化錫銻水性漿料。采用本發(fā)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(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)。

高吸水性樹(shù)脂是一類(lèi)具有高吸水保水性能的高分子材料，已在醫(yī)用衛(wèi)生、農(nóng)林園藝等眾多領(lǐng)域扮演重要角色。理想的高吸水性樹(shù)脂應(yīng)具備高吸水能力、高吸水速率、良好的機(jī)械強(qiáng)度；本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的多孔性高吸水性樹(shù)脂在吸水能力和吸水速率上具有很大優(yōu)勢(shì)。項(xiàng)目?jī)?nèi)容主要包括基于聚丙烯酸（鈉）-丙烯酰胺高吸水性樹(shù)脂的生產(chǎn)技術(shù)，可獲得同時(shí)具有高吸水/鹽水倍率和速率的簇狀多孔高吸水性微球樹(shù)脂。

在高吸水性樹(shù)脂的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中包埋肥料、藥物等功能性物質(zhì)，可利用高吸水性樹(shù)脂本身優(yōu)異的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)獲得良好的緩釋效果，大大提高高吸水性樹(shù)脂的功能，拓寬其應(yīng)用范圍。但傳統(tǒng)的高吸水性樹(shù)脂包埋技術(shù)將包埋與聚合、交聯(lián)過(guò)程同步進(jìn)行，由于聚合單體的強(qiáng)化學(xué)腐蝕性以及聚合過(guò)程的放熱作用，極易對(duì)包埋物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及功效造成破壞，使這些物質(zhì)難以起到應(yīng)有的應(yīng)用效果。本課題組近期新開(kāi)發(fā)了一種溫和、高效的包埋功能性物質(zhì)的高吸水性樹(shù)脂制備技術(shù)，此過(guò)程不會(huì)對(duì)各種需要包埋的功能性肥料或藥物造成任何破壞作用，