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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。

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

300℃復合隔熱板是以聚氨酯（PU）預聚體為基體材料，以中空玻璃微球（HGM）為增強材料，并且添加催化劑等助劑制備的一類PU耐高溫隔熱復合材料。采用預聚體法分別制備了改變PU交聯度和改變填料用量的2組PU/HGM復合材料；通過壓縮實驗、硬度實驗、導熱系數和TG-DTA測試，結果表明：當HGM用量在一定質量分數比例時，所制得復合材料壓縮強度為37.42MPa，彈性模量為9.96MPa，最大壓縮應變5.19%，導熱系數為0.1483Ｗ／ｍ·Ｋ，耐熱性（使用溫度）為２２０℃左右，３００℃時失重率為８０％。材料的綜合性能最優。 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，原料來源廣泛、價格低廉。ＨＧＭ 具有諸多優良的性能，包括質輕、導熱系數低和抗壓能力強等。ＨＧＭ 在復合材料中廣泛應用，不僅可以降低復合材料的密度，而且還可以增加復合材料的力學性能、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，原料來源廣泛、價格低廉。ＨＧＭ 具有諸多優良的性能，包括質輕、導熱系數低和抗壓能力強等。ＨＧＭ 在復合材料中廣泛應用，不僅可以降低復合材料的密度，而且還可以增加復合材料的力學性能、絕緣性和耐熱性等性能。通過ＨＧＭ 對ＰＵ泡沫燃燒和力學性能的影響的實驗表明，ＰＵ泡沫中僅加入ＨＧＭ 對其氧指數和水平燃燒速度影響不大，但可改變其應力－應變過程：當壓力低于臨界值時，應變隨壓力增大而緩慢增加；而當壓力超過臨界值后，應變隨壓力增大而迅速增加。通過向硬質ＰＵ泡沫塑料中添加石墨和ＨＧＭ，實驗表明：１０％（ｗｔ，質量分數，下同）的ＨＧＭ、２０％的石墨和７０％的硬質泡沫塑料制得的復合材料具有最佳的阻燃性能，且復合材料的極限氧指數達到了３０％（體積比），并得到了最大耐壓強度和彈性模量。隨著ＨＧＭ 的含量增加，復合材料的拉伸強度增加，而其密度和溶脹比下降。密度為１２５ｋｇ／ｍ３ 的ＨＧＭ 對低密度（５４～９０ｋｇ／ｍ３）硬質泡沫塑料的性能影響，在微球含量為０．５％～５％的范圍內確定微球含量對該泡沫塑料熱膨脹系數、拉伸和壓縮性能的影響。

本聚氨酯（SMPU）材料相較于傳統高分子材料（PLA、PCL、PE、PP等）具有高力學性能、可記憶、可降解、低溫加工、X射線可透性等特性。應用領域包括：醫用和非醫用。醫用領域可用于骨修復材料，包括：可吸收骨釘、骨棒；脊柱：融合器；填充材料、修復再生材料，覆蓋50%以上骨修復材料應用場景。非醫用可用于膜材（包裝）、模擬手術假體、建筑材料、石膏板假體等。材料性能優勢如下： 1.力學性能突出 室溫下，模量可達約3500MPa，拉伸強度約40～58MPa，拉伸斷裂伸長率約32%。在人體內部生理條件下仍具有580～1200MPa的模量和25～35MPa的拉伸強度，拉伸斷裂伸長率超過200%。 2.形狀記憶 賦形和回復溫度不超過50°C，利于實際應用。形狀固定率大于97%，形狀回復率大于86%。高形狀回復應力：根據硬段的分子結構和硬段含量的不同，形狀回復力在0.1～15.0MPa之間可調，且持續時間長，可達280小時以上。 3.能夠完全填充 材料在形狀回復過程中還能“自適配”不規則的復雜形狀，使智能人工骨能夠自動填充不規則的骨缺損區域，解決骨缺損修復過程中骨不連的問題。 4.微創植入 與傳統的人工骨或其他骨科植入物以開放手術植入人體的實施手段不同，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）可以通過微創手術植入人體，然后在體內擴充。這種方法利用SMP及微創手術獨特的優勢，可以很大程度上減輕病人的痛苦并取得理想的醫療效果。 5.降解速率可調 通過調節硬段的分子結構和含量，可獲得降解速率不同的線性SMPUs。     6.低溫加工性能優異 擠出和注塑加工溫度在110～130°C之間，遠低于目前已經商品化的可降解醫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。

在高吸水性樹脂的網絡結構中包埋肥料、藥物等功能性物質，可利用高吸水性樹脂本身優異的網絡結構獲得良好的緩釋效果，大大提高高吸水性樹脂的功能，拓寬其應用范圍。但傳統的高吸水性樹脂包埋技術將包埋與聚合、交聯過程同步進行，由于聚合單體的強化學腐蝕性以及聚合過程的放熱作用，極易對包埋物質的結構及功效造成破壞，使這些物質難以起到應有的應用效果。本課題組近期新開發了一種溫和、高效的包埋功能性物質的高吸水性樹脂制備技術，此過程不會對各種需要包埋的功能性肥料或藥物造成任何破壞作用，