342期
新材料技术领域
精选科技成果推荐
本期精选6项新材料技术领域科技成果进行推荐,感兴趣的企业朋友可以长按识别文末二维码,进行咨询对接。
项目1:黏土矿物/钴蓝纳米杂化颜料
项目2:稳定超疏水织物拨水剂
项目3:超疏水涂层技术
项目4:超双疏涂层技术
项目5:超亲电解液锂电池隔膜技术
项目6:用于发动机节能减排的表面处理技术
随着无机颜料需求日益增长,我国已经成为世界上无机颜料生产的重要基地,但是我国的无机颜料生产表现为生产技术水平低、产品以低档产品为主,致使我国颜料产品在全球市场上竞争力不强,市场份额低、附加值也不高。因此,提高颜料制造工艺,制备具有高的着色性能、低吸油量、超微细、无毒又容易分散的环保型无机颜料已势在必行。
钴蓝是很古老的色料,古代的希腊人和罗马人最早将氧化钴用于玻璃的着色,呈天蓝色调;我们的祖先最早用天然的钴土矿作为袖中的色素和陶瓷坯,呈不同色调的蓝色和蓝绿色。钴蓝是一种高性能的环保无毒无机颜料,可用于玻璃、陶瓷、搪瓷、军事防伪涂料、耐高温涂料和耐高温的工程塑料的着色。但是,由于钴矿在自然界中分布很少,制备钴化合物价格昂贵,长期以来钴蓝颜料仅限于用作绘画颜料。随着超耐久性涂料、中性墨水和CRT荧光粉涂敷颜料制品的发展,市场对钴蓝类颜料的需求日益增长。
本产品利用凹凸棒石优异的表面活性和纳米载体功能,在其表面负载钴蓝纳米粒子,得到具有优良色泽、遮盖力、着色力和酸、碱、热、光稳定性的杂化颜料。凹凸棒石杂化颜料色泽可与市售钴蓝产品媲美,而悬浮性能和稳定性明显优于市场同类产品,但制备成本却能降低40%,为开拓低品位凹凸棒石在油漆、涂料领域的应用开辟了新途径。目前已经完成中试试验。
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项目二:稳定超疏水织物拨水剂
荷叶在中国自古就有“出淤泥而不染”的美誉。一千年后的今天,人们已经研究发现独特的表面粗糙结构和低表面能物质的结合是这种特性体现的关键,这也促进了“仿生超疏水性表面”的发展。仿生超疏水性表面由于其优异的性能(超疏水性、自清洁性),得到了极大地关注,有望应用于纺织品、生物医药器械、表面工程等领域。
现有超疏水材料在制备方法上过于依赖精密的实验设备和复杂的化学物质,不能够规模化生产。由于在粗糙表面修饰的低表面自由能物质一般为含氟或硅烷的化合物,其价格昂贵且有些特殊的制备方法涉及到昂贵的设备CVD、激光刻蚀等。同时较长的制备周期也是当前面临的一个难题,如有些刻蚀方法需在腐蚀液中浸泡数天才能获得性能优良的粗糙表面,难以有效的制备大面积超疏水表面。工艺简便、经济、环境友好的制备方法有待开发。其次,超疏水表面的持久性不足,使得这种表面在许多场合的应用受到限制,包括表面修饰的低自由能薄膜的强度、耐候性差,使其在一些场合长期使用可能被破坏污染,最终疏水性变差;同时表面的微结构因机械强度差而易被外力破坏,导致超疏水性的丧失。总之,利用简单有效的方法构造和调控表面的微观结构,从而获得性能持久、优异的超疏水性表面,并有效应用于实际生产和日常生活的各个方面是这一领域研究的最终目的。
随着社会的发展、人类的进步,多功能性纺织品的市场需求越来越大,防水、拒水等功能性织物越来越受到消费者青睐,尤其是高档服装、运动装、风衣、雨衣以及医护人员等专用防护服装。近年来,功能性纺织品的开发和生产技术如防水、拒水纺织品加工新技术进展较快,新的生产工艺不断涌现。但也存在上述的缺陷。
本成果是通过浸涂法在织物纤维表面生成一层纳米涂层,具有操作简单、成本低和性能优异等特点,极易进行工业化推广应用。工艺简单是指:可将产品配成水溶液,直接浸涂到棉、涤纶和羊毛等多种常见织物上,工艺周期短。性能优异是指:该超疏水涂层接触角可达160°,滚动角低于10°,只有100纳米厚度,镀层无色透明,不影响基体材料本身机械性能、手感、色泽,不受基体材料外观尺寸限制。成本低是指:本工艺只需廉价的化学试剂,通过巧妙的方法实现超疏水纳米层的构建,无需特殊生产设备,且无需对材料进行后处理。实际上,该技术可用于在各种材料表面构建超疏水涂层,有望广泛应用于生物医药器械、纺织品等领域。
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项目三:超疏水涂层技术
采用无氟工艺制备了一系列超疏水材料,可用于纺织品、玻璃、石材、金属、高分子材料等各种基材表面。拥有多项发明专利授权,且可根据需要定制超疏水涂层材料和技术。
技术指标:水接触角>155度,滚动角<10度,透光率>85%。稳定性优异:耐老化、耐腐蚀、耐冲刷、耐水洗。
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项目四:超双疏涂层技术
采用天然纳米材料制备了一系列超双疏材料,可用于纺织品、玻璃、石材、金属、高分子材料等各种基材表面。拥有多项发明专利授权,且可根据需要定制超双疏涂层材料和技术。
技术指标:各种液滴接触角>155度,滚动角<10度。稳定性优异:耐老化、耐腐蚀、耐冲刷、耐水洗、耐热液体。
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项目五:超亲电解液锂电池隔膜技术
锂电池发生事故的主要原因是由于电池隔膜的缺陷。电池在受到金属穿刺、高温等情况下会导致电池隔膜破损和热失控,导致电池短路。电池隔膜的机械性能和热稳定性对电池的安全性能至关重要。隔膜对电池性能也具有重要意义。具有良好电解液润湿性的隔膜可提高离子传递,降低电池内阻,便于电池组装。针对目前锂电池隔膜存在的问题,本研发团队开发了超亲电解液锂电池隔膜,具有如下技术和性能优势:
(1)能够快速的对电解液进行完全浸润;
(2)良好的热稳定性;
(3)涂层仅有3.5微米;
(4)制备过程类似于电极的制备过程,具有简单易得等优势,可通过涂覆技术进行批量生产;
(5)根据需求可进行单面或双面涂覆;
(6)针对改性隔膜不同用途,可以对涂层成分及比例根据具体应用条件而调节。
技术指标:锂-硫电池:a)循环稳定性:1.0C时初始容量达 881mA hg−1,500次循环后仍达756mA hg−1;b)倍率性能:2.0C时的容量为758mA hg−1,相对于0.1C时的容量保持率为 55.78%。(c)自放电性能:充满电搁置30天后,容量衰减为 35.7 mA hg−1 。磷酸铁锂电池:当倍率从0.1C增加到5.0C时,容量仅衰减23.64%。
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项目六:用于发动机节能减排的表面处理技术
本项目开发的高性能发动机系统表面复合涂层可以替代传统的表面镀铬技术,使发动机具有更高的功率和更低的燃油消耗,并进一步减少汽车交通对环境的污染,满足汽车产业高速发展对高性能材料的迫切需求。
技术指标:DLC复合涂层:厚度大于2um,摩擦系数:低于0.12(干),低于0.08(油);CrN复合涂层:厚度大于10um,摩擦系数:低于0.08(油)。
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声明:综合整理自各高校成果汇编