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浅谈旋杯喷涂在汽车涂装中的应用王子恺，郭华进，杨光华，袁兴（中海油常州涂料化工研究院汽车实验室，江苏常州213016 ）摘要：在国内汽车行业普遍开始引进机械手涂装的前提下，着重介绍旋杯涂装的特点，并根据自身的经验，针对金属涂料在涂装过程中易出现的问题给出解决方案。
关键词：旋杯涂装；金属涂料涂装；汽车涂装1 引言涂料涂装是具有悠久历史的传统工艺。
随着科学技术的进步和经济的发展，传统的涂装工艺已不能满足现代社会的要求。
市场对涂装的需求上升，质量要求更高，各种涂装新技术、新工艺不断涌现（如静电涂装、电泳涂装等），逐步成为现代实用工业技术。
无论是从提高产品质量和生产效率的角度，还是从节省涂料和减少环境污染等角度，高速旋杯式静电喷涂工艺已成为现代汽车车身涂装的主要手段之一，并且被广泛地应用于其它工业领域。
其中高速旋杯式静电喷枪已成为应用最广的工业涂装设备。
它是将被涂工件接地作为阳极，静电喷枪（旋杯）接上负高压电（-50 ～-120 kV ）为阴极，旋杯采用空气透平驱动，空载时转速可达25 000 r/min ，带负荷工作时可达30000 ～60 000 r/min 。
当涂料被送到高速旋转的旋杯上时，由于旋杯旋转运动产生离心作用，涂料在旋杯内表面伸展成为薄膜，并获得巨大的加速度向旋杯边缘运动，在离心力及强电场的双重作用下破碎为极细的且带电的雾滴，向极性相反的被涂工件运动，沉积于被涂工件表面，形成均匀、平整、光滑、丰满的涂膜。
2 旋杯原理2.1 离心雾化机理在离心力的作用下由旋杯甩出的液流受 2 种力的作用而分散成雾滴：第一种力是由气- 液间相对运动时产生的摩擦力，称为速度雾化；第二种力是旋杯旋转时产生的巨大离心力，在离心力的作用下加速分裂雾化，称为离心雾化。
液体的离心雾化机理分为 3 类：直接分裂为雾滴、液丝分裂成雾滴、膜状分裂成雾滴。
2.2 静电雾化机理在静电喷涂时，受到高压静电场的作用，涂料液滴分裂成细小的微粒，这一现象称为静电雾化。
中国涂料报、中国涂料新闻网专业人士心目中的“十大涂料
品牌”调研问卷
佚名
【期刊名称】《涂装与电镀》
【年(卷),期】2009(000)006
【摘要】《中国涂料报》于2009年7月1日正式发起"专业人士心目中的‘中国十大涂料品牌'调查活动"。
这一活动旨在对2009年的中国涂料品牌进行调查,表扬对中国涂料行业做出重大贡献的品牌和企业。
我们的标准是专业人士心目中,在市场和行业中居领先地位,能够影响企业、产业及更广泛世界的杰出品牌。
《中国涂料报》希望通
【总页数】1页(P)
【正文语种】中文
【中图分类】F42
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高性能低处理表面涂料刘新( 广州佐敦远洋制漆有限公司 , 510620)摘要 : 介绍了几种低处理表面涂料的优、缺点 , 探讨了在生锈后的处理表面 , 完整旧涂层和高压水喷射除锈等不同表面的性能 , 及在各种腐蚀环境下的应用。
关键词 : 高性能 ; 低处理表面 ; 涂料1 什么是低处理表面涂料低处理表面涂料 , 首先要与带锈涂料区别开来。
带锈涂料的主要作用是涂覆于残留锈蚀的钢铁表面 , 本文所介绍的低处理表面涂料 , 不仅可以带锈涂刷 , 还可以涂覆于其它种类的旧涂层上面。
在英文中 , 这类涂料叫做Surface -tolerant Coating , 直译过来为表面容忍性涂料 , 根据业内习惯 , 称之为低处理表面涂料。
我们必须理解到底可以容忍的底材表面是处于什么状态 , 这是最为重要的。
比如说 , 底材表面可能覆盖有氧化皮、锈蚀、各种成分的旧涂层、水分、盐分或者油污等。
这类涂料还可能要求在施工中能够容忍高温、低温、相对湿度以及表面潮气等。
在使用低处理表面涂料前 , 对于这些因素都要做认真细致的考虑。
低处理表面涂料的使用 , 主要针对在不可能完全达到喷砂级别 Sa 2 . 5 (ISO 8501 -1 : 1988) , 又要达到高级别的防腐蚀保护要求的情况下。
另外一个要求就是低处理表面涂料要能够涂覆在不同种类的旧涂层上面而不会产生相容性问题。
因此 , 在这种情况下的讨论 , 低处理表面涂料主要是指那些可以涂覆在手工或动力工具打磨的表面 (St2/ St3) , 旧涂层表面和高压水喷射除锈表面的涂料产品。
由于低处理表面涂料主要是应用于涂装维修方面 , 所以这类涂料产品还必须比其它类的涂料产品更能适应多种气候和施工环境。
高压水喷射除锈在涂装维修时已经越来越多地受到了关注 , 在船舶维修方面 , 高压水喷射除锈有着很多的应用 , 并且取得了极大的成功。
低处理表面涂料在高压水喷射除锈表面的应用实践表明它是最为适合的涂料产品。
超支化聚合物涂料苏慈生(天津理工大学,300191)摘要:介绍了超支化聚合物的发展、特性,合成的简捷性及在涂料中的应用前景。
关键词:超支化聚合物;超支化聚酯;超支化聚酯酰胺;涂料;发展超支化聚合物是树状大分子同系物,是从一个中心核分子出发,由支化单体(ABx) 逐级扩散伸展开来的结构,或者是由中心核、数层支化单元和外围基团通过化学键连接而成的。
早在1952 年Flary 就首先在理论上提出由ABx 型单体(x ≥2 ,A 、B 为反应基团) 分子间缩聚,制备高度支化聚合物的可能,同时还就其特性作了一些预测。
直到20 世纪80 年代才相继合成出此类聚合物,并深入地对其合成、性质及应用进行了研究。
至今主要品种有超支化聚酯、酰胺、醚、芳烃、有机硅等,有些已经商品化,如超支化聚酯Boltron20 , Boltron 30 ,Boltron 40 , Perstorp Speciality Chemicals AB 。
超支化聚合物的特性是其分子结构规整,分子体积、形状和末端官能可在分子水平上设计与控制,因此成为高分子科学中的热门课题之一,也引起了涂料界的关注。
树状大分子、超支化聚合物和传统的线型聚合物的分子结构模型如图1 所示。
图1 树枝状大分子、超支化聚合物、线型聚合物的分子结构模型1 超支化聚合物的特性概述树枝状大分子和超支化聚合物均可由ABx 单体合成,二者既有相同之处,也有区别。
前者分子具有高度规整的分支结构,分子中无缺陷,呈园球形,后者的分子规整性较前者差,呈椭球形。
二者分子的表面均密布着大量有反应活性的末端官能团。
其次,前者是分步合成的,在进行下一步合成之前需分离提纯, 其所合成的高度规整分子结构,可作为模型分子供理论研究,后者是由一釜法合成的,制备较简便、经济、易于工业化。
再有一点是超支化聚合物的相对分子质量分布较树状大分子宽,具有多分散性。
该不足之处可以采用多官能度的核分子,在降低核分子浓度, 以及采取缓慢滴加单体的条件下,是可以改进的。
重防腐蚀聚硅氧烷涂料徐国强 , 李荣俊 , 林绍基( 海虹老人牌涂料 ( 深圳 ) 有限公司 ,518067)摘要 : 论述了作为重防腐性涂料的聚硅氧烷的原理、性能、配方和应用 , 指出聚硅氧烷涂料具有优异的保光保色性 , 且安全、健康和环保 , 是新一代的聚氨酯涂料的更新换代产品。
关键词 : 聚硅氧烷涂料 ; 环保 ; 长效保护 ; 保光保色性 ; 重防腐蚀涂料在大部分严重腐蚀环境中 , 高性能的长效重防腐蚀涂料体系得到广泛的应用。
目前最经典有效的重防腐蚀涂料配套体系是 1 道富锌 ( 有机或无机 ) 底漆 , 1 ～ 2 道环氧高固体分中间涂料 , 加上聚氨酯面漆。
这一配套体系十多年来已被广泛应用于化工、桥梁、电站、船舶和海上设施等严重腐蚀的各个领域 , 其在沿海地区一般有 10 年左右的保护周期 , 在内陆地区可达 15 年以上。
随着国民经济的发展和人民生活的提高 , 人们对防腐蚀提出更高的要求 , 既要提高长效保护的周期 ( 如有的工程要求 20 年或更长 ) , 又要安全、健康 , 符合环境保护的最新要求 ; 既要美化环境 , 又要讲究成本和效益。
在这方面 , 除了各种新型重防腐蚀涂料的研究和开发外 , 近几年来在聚硅氧烷涂料和氟涂料作为聚氨酯涂料的更新换代产品方面进行了大量的研究。
如关于聚硅氧烷方面 , 据资料报道 , 在 2002 年申请的专利占全部涂料专利的 5 % 。
1 原理和主要反应利用有机 - 无机混接技术 , 使两种材料形成一个具有共价键的聚合体网络 , 是聚硅氧烷的主要化学反应。
混接技术主要涉及 4 个方面 : 有机基体、无机基体、互穿网络和真接枝。
这些混接反应包括了脂肪族环氧改性聚硅氧烷 ; 丙烯酸改性聚硅氧烷 ; 丙烯酸尿烷改性聚硅氧烷 ; 硅溶胶混接物和有机硅溶胶等。
混接技术利用了有机物的最佳特性 ( 容易加工、挠性、韧性、光泽和室温固化 ) 和无机物的最佳特性 ( 惰性、硬度、附着力和耐化学性 , 耐高温、耐候、耐紫外线和耐 ) 等。
涂层耐磨性试验方法与测试仪器振作（天津市建筑仪器试验机公司 300200 ）摘要：叙述了国内外常用的涂层耐磨性试验方法及其主要技术特征，介绍了国产涂层耐磨性试验仪器的开发应用现状。
关键词：涂层；耐磨性；试验方法；测试仪器磨损是致使材料破坏，失效的形式之一。
据有关文献报导，对我国冶金矿山，农机、煤炭、电力和建材 5 个工业部门的不完全统计，每年由于磨损而需要补充的配件达10 6 t ，价值 15 ～ 20 亿元。
由此可见，各种材料耐磨性的优劣对于评价和控制产品质量至关重要，因而在经济上占有举足轻重的地位。
迄今，工业发达国家对于不同材料均有相应的磨损试验方法，如日本工业标准 JIS H8503 规定了有关金属镀膜耐磨性试验方法； JIS H8615 叙述了铬电镀层的耐磨性试验；又如美国材料试验协会标准ASTM D 968 —93 和 ASTM D 658 — 81(86) 分别规定用落砂法和喷砂法测定有机涂层的耐磨性；而在国际标准 ISO7784.2 —97 中则采用旋转磨擦橡胶轮法测定色漆和清漆的耐磨性；在 IS08251 — 87 和 JIS H8682 中均规定用磨擦轮磨耗试验机测定铝和铝合金表面阳极氧化膜的耐磨系数。
我国已有国家标准 GB ／ T1768 — 79(89) 《漆膜耐磨性测定法》，近年又在 GB ／ T5237.5 — 2000 中规定用落砂耐磨试验机测定铝合金建筑型材表面氟碳漆膜的耐磨性。
综上所述，不难看出，目前国内外涂料镀层耐磨性试验，方法多样，各具特色。
尽管对于上述各种试验方法及其应用性能的评价人们在认识上不尽相同，但就多项检测手段的开发和推广应用来说，仍以采用旋转磨擦橡胶轮法、落砂法和喷砂法较为普遍。
本文拟重点探讨这些常用试验方法的技术特征与相关仪器的开发应用现状，供业内人士参考。
1 涂层耐磨性的试验方法涂层耐磨性系指涂层表面抵抗某种机械作用的能力，通常采用砂轮研磨或砂粒冲击的试验方式来测定，它是使用过程中经常受到机械磨损的涂层的重要特征之一，而且与涂层的硬度、附着力、柔韧性等其它物理性能密切相关。
新型无毒防污涂料黄艳胡晖梁国正（西北工业大学理学院应用化学系，西安 710072 ）摘要：综述了近年来开发出的几种新型防污涂料的情况，从防污机理出发，重点介绍了低表面能防污涂料、仿生涂料、无锡自抛光防污涂料等，并对无毒防污涂料今后的发展进行了展望。
关键词：无毒性；防污剂；防污涂料0 引言船舶水线以下的壳体长期与海水接触，不但受到海水的腐蚀，而且其表面常常附着海生物，使船舶的航速下降，燃料消耗增加 ( 最高能达 30 ％ ) ，船壳腐蚀速度加快。
此外，海生物附着还危害水中的平台设施和水产养殖，易引起电厂冷却水管道阻塞。
目前已发展了系统的防止海洋生物附着生长的技术，其中以防污涂料发展得最快，应用最为广泛。
早期的防污涂料使用砷、汞等化合物作为防污剂，由于其毒性太大而早已被淘汰。
随之是以氧化亚铜为防污剂基料的可溶型防污涂料，后又发展到高铜化合物含量的基料不溶型 ( 以高聚物为主要基料 ) 防污涂料，有机锡及有机锡—氧化亚铜复合毒剂型防污涂料，再到高性能、长期效、施工性能优良的有机锡自抛光防污涂料 (SPC) ，使防污涂料技术向前进了一大步。
SPC 防污涂料虽然具有防污和减阻双重作用，但毒性较大，对海洋污染严重。
研究表明 [1] ，有机锡含量高于 0 ． 1 × 10 -6 的海水将影响海洋生态环境，严重影响海生物的生长、繁殖，还使得海生物发生遗传变异。
随着环保呼声的日益高涨，各沿海国家纷纷立法限制有机锡的使用。
因此，开发研制对环境无污染的新型无毒防污涂料以取代传统的有毒性防污涂料已是大势所趋。
目前，新型无毒防污涂料的开发主要采取以下几种途径 [2] ： (1) 改变涂层表面的物理化学性能； (2) 采用生物仿生技术；(3) 利用涂层的自抛光机理； (4) 降低涂料表面的自由能。
本文将从防污机理出发，综述无毒防污涂料技术的研究现状及其最新进展。
1 低表面能防污涂料1.1 防污机理有资料报道 [3] ，生物污损与表面能有很大的关系，固体表面自由能越低，附着力越小，固体表面液体的接触角也就越大，涂料具有很低的表面能，海生物就难以在上面附着，即使附着也不牢固，在水流或其他外力作用下很容易脱落。
第49卷第4期2019年4月涂料工业PAINT&COATINGS INDUSTRYVol.49No.4Apr.2019快讯涂料猫(COATINGCAT)——中国涂料解决方案平台体验版上线随着涂料市场的进一步扩容和细分化，客户希望供应商能在传统的业务模式之外创造并提供新的价值。
因此,科思创、毕克化学、科慕以及瀚森4家行业原材料供应商主动寻求商业模式变革，将国内外优秀的涂料原材料厂商进行资源整合，打造专注于涂料行业的“产品+技术解决方案+服务”一站式电商平台涂料猫(COATINGCAT)o平台还会逐步引入更多原材料、技术供应商以及下游客户,以形成共生共赢、充满生机的涂料行业生态系统。
作为涂料猫线上服务的第一步棋，涂料猫体验版于3月8日上线。
用户可注册登陆网站www. ,查看涂料相关行业的配方(体验版精选少数涂料行业)，在线索取官方正品样品或直接与原材料供应商沟通。
室内地坪涂料、船舶涂料两项有害物质限量强制性国标发布目前，我国对涂料中有害物质限量强制性国家标准新增了室内地坪涂料、船舶涂料两个领域的有害物质限量强制性国家标准。
《室内地坪涂料中有害物质限量》标准是国内首次制定的室内地坪涂料强制性标准。
该标准是对涂装在水泥砂浆、混凝土、石材、塑胶或钢材等地坪基面上,对地面起装饰和防护作用以及特殊功能作用的各类室内用地坪涂料中的有害物质进行了限量规定。
《船舶涂料中有害物质限量》标准是新制定的产品标准。
该标准内容是针对船舶涂料中对人体和环境有害的物质进行限量，其目的是减少有害物质对人体的危害和环境的污染。
2019全球最有价值十大化学品牌揭晓，巴斯夫继续傲视群雄英国品牌评估机构Brand Finance近日发布“2019全球最有价值的10大化学品牌”。
德国巴斯夫(BASF)在过去一年中品牌价值增长了11%,达到83亿美元，蝉联世界上最有价值的化学品品牌榜首。
陶氏排名第二；沙特石化巨头沙特基础工业公司(SAB1C)成为10强的新进入者，排名第三;韩国LG化学的增长速度最快，从第五位提升到第四位，超过杜邦。
世界七大工业国涂料网址汇总(上)英国/涂料研究会 Wessex Resin Silicone Release Films Sealocrete Fosroc Bostik Findley/wilshrchem/wilshire.html Wilshire Warwick W&J Leigh Trib-Technology/ Teer 涂料/表面技术 Spies Hecker SP Systems Sovereign Solvitol Sikkens Sigmakalon Sibelco Scott Bader Sadolin Rustin'shttp://www.rsgroup.ie R.S. Group Services R. J. Stokes & Company/ Poeton Permali Pearl Paints Group Palace Chemicals Nullifire Newtown Industrial Paints Neste Chemicals UK MMP Microfine Minerals LVH Coatings CLEARCLAD electropaint Luminous Technologies Liquid Plastics/ Kromachem kluber Jotun-Henry Clark Jamesbriggs International Coatings Industrial Copolymers Indestructible Paint ICI Paints ICI Packaging Coatings ICI Dulux International/iciautocolor ICI Autocolor/ Hickson International Hickson Hickson & Welch Hammerite Products H Marcel Guest Ltd (HMG) Granyte Surface Coatings Global Resins Foseco International Firwood Paints Firetherm Farrow & Ball Farrow & Ball Everlac EIC Elementis E. Wood Dylon Dye Sublimation Coatings/index.html Douglas Plating DG Protective Coatings 英国Dale公司 Dacrylate Paints/ Cytec Crown Trade Colorfects Colours & Coatings Coates Chapelthorpe plc/Catomance Carrs Paints Bousfield Heatons Bodycote Baxenden AP Metalising Amity American Polymer Amber 化工 Alocit Akzo Nobel Woodcare Akzo Nobel Industrial Finishes AGMA Acrol ACMOS A.F. Suter & Co. Ltd.法国http://www.protechnic.fr Protechnic Socomorhttp://www.sid.tm.fr S.I.D.http://www.sebinovernici.it/home2in.htm Sebino Rhodia PPMC/rmnet/R-M Net/indexgb.htm ONIP Groupmplan.fr Lam Plan Laboratoire du Sud Cray Valleyhttp://www.borchers.fr/ Borchershttp://bonenfant-sa.fr/ Bonenfant/ Atotech ATOFINA APS International德国http://www.coatings.de/欧洲涂料网/油漆与涂料 Sehestedt Natural Colorshttp://www.rhenocoll.de Rhenocollhttp://www.novacote.de Novacotehttp://www.teroson.de Henkel Terosonhttp://www.forbo-erfurt.de Forbohttp://www.follmann.de Follmann Zuelchhttp://www.wagu-warstein.de WAGU Gummitechnik GmbH Wagner Wacker WACKER CERAMICS/ V otteler Lackfabrik SURTECO AGhttp://www.stauf.de Staufhttp://www.novares.de RüTGERS RUDOLF GUTBROD GMBHhttp://www.roxeler.de Rolexer Ingenieur Roehmhttp://www.rhenotherm.de Rhenotherm Kunststoffbeschichtungs GmbH / Rhenatechhttp://www.powder-coating-europe.de Powder Coating Europe 2002 POLIGRAT GmbH Permatex GmbHhttp://www.jansen.de P.A. Jansen Merkel Coatingshttp://www.KaiserLacke.de Kaiser Lacke K & W Consulting und Vertriebs GmbHhttp://www.impreglon.de Impreglonhttp://www.isofluor.de IFK-ISOFLUOR GmbHhttp://www.hueni.de HüNI + COhttp://www.hoefer.de Hoefer Industrielackehttp://www.gross-perthun-lackfabrik.de Gross & Perthun Lackfabrik http://www.grebe.de Grebe/ Goldschmidt/glasurit/ Glasurithttp://www.gfe-online.de GFEhttp://www.buecolit.de GBThttp://www.fuchs-lubritech.de Fuchs Lubritechhttp://www.ikts.fhg.de Fraunhofer-Institut für Keramischehttp://www.flachdachtec.de FDT FlachdachTechnologie GmbH http://www.diegel.de Ernst Diegel e-epoxy by Dow Chemical Dyneon GmbH & Co.http://galvano.de/e/p_home_e.htm DR. HESSEhttp://www.diessner.de Diessner GmbH & Co. KGhttp://www.derustit.de Deutsche Derustit GmbH Deurex-Wachs Chemiehttp://www.degussa-huels.de Degussa-Hulshttp://www.degussa.de Degussahttp://www.daikinchem.de Daikin Chemical Europe Croma Lacke/ Cognis Coating Products Chet Industrieshttp://www.caree-chemie.de Caree Chemie GmbHhttp://www.bruchsaler-farben.de Bruchsaler Farbenhttp://www.resyst.de Botament Systembaustoffe GmbHhttp://www.basf-coatings.basf.de BASF Coatingshttp://www.basf.de/en/produkte/巴斯夫公司http://www.arti.de Arti Holzlacke & Beizenhttp://www.clou.de Alfred Clouth Lackfabrik Alberdingk Boley GmbHhttp://www.akzonobel.de Akzo Nobel GmbHhttp://www.adelhelm.de Adelhelm Kunststoffbeschichtungen 3H-Lacke意大利esi.it Milesihttp://www.ilva.it ILV A Polimeri Supercolori SOLV AY SOLEXIS/panchemicals Pan化工 Multi Square IVM Group IVEhttp://www.ivc.it/html_ing/frameset.html IVC Ivaspaintshttp://www.inver.it/e-Welcome.html Inver Chimiverhttp://www.brunazziespagnoli.it Brunazzi & Spagnoli http://www.boero.it Boerohttp://www.baldinivernici.it Baldini Vernicihttp://www.astravernici.it Astra Vernici加拿大涂料杂志/Kryton Group/Sico/protech/Lea-der coatings/Kpr Adcor-Cortec VCI/IMCO/General Paint/dominion sure seal/Dominion.html Abrex/日本日本油漆生产者协会http://www.toryo.or.jp/eng/skk.sg/Rock Painthttp://www.rockpaint.co.jp/okitsumohttp://www.okitsumo.co.jpNOFhttp://www.nof.co.jp/Nippon Paint/Kansai Painthttp://www.kansai.co.jp/Daubucguseukahttp://www.daicolor.co.jp/Atomixhttp://www.atomix.co.jp/欧洲其他国家欧洲粉末涂料/国家管道涂料协会/。
有机硅耐高温涂料二次成膜机理的探讨
王海侨 , 李营 , 苟国立 , 李效玉
( 北京化工大学纳米材料教育部重点实验室 , 材料科
学与工程学院 , 100029)
摘要: 制备了两种不同配方的有机硅耐高温涂料 , 通过反射红外和热失质量研究了其涂层在不同温度下的化学成分变化 , 用扫描电镜和显微镜研究了涂层在不同温度下的形貌特征 , 提出了有机硅耐高温涂料“二次成膜”物质是低熔点玻璃粉的机理。
关键词: 耐高温涂料 ; 有机硅 ; 二次成膜 ; 低熔点玻璃粉
0 引言
随着科学技术 , 尤其是国防科技等尖端技术的不断发展 , 人们对耐高温涂料的性能和施工宽容度提出了越来越高的要求 , 不仅要求涂料在高温下具有优良的耐热性 , 而且要求涂料能在室温固化、室温以上连续成膜。
因此 , 有机硅耐高温涂料应运而生 [ 1 ] 。
有机硅耐高温涂料主要应用在炼钢高炉和军用飞行器上[ 2 ] , 近年来由于市场的拉动 , 发展较快。
有机硅耐高温涂料一般是采用有机硅树脂及改性有机硅树脂作为基料[ 3 ] , 配以各种耐高温颜填料和低熔点玻璃粉。
使用时需加入室温固化催化剂。
有机硅耐高温涂料的耐高温机理有两种。
有人认为[ 4 ] , 室温下 , 在交联剂和室温固化催化剂的作用下 , 有机硅树脂首先交联成膜。
随着温度的不断升高 , 有机硅树脂中的有机基团如甲基、苯基将逐渐分解。
在 350 ℃以上 , 有机硅树脂就完全分解成无机硅氧交联结构 , 使有机硅耐高温涂料“二次成膜” ; 也有人认为[ 5 ] , 有机硅耐高温涂料在高温下会转化成釉 , 形成一层陶瓷层 , 即“二次成膜”。
而本文制备的有机硅耐高温涂料在升温过程中 , 先形成一层松散的 SiO 2 层 , 当到达玻璃粉熔点后 , 玻璃粉开始熔化成膜 , 替代有机
硅树脂对颜填料起到粘附作用 , 使耐高温涂料“二次成膜” , 对基材起到高温隔热防腐作用。
本文的有机硅耐高温涂料体系中二次成膜物质是低熔点玻璃粉。
笔者认为 , 对于有机硅耐高温涂料来说 , 不同的体系有不同的“二次成膜”机理。
1 试验部分
1. 1 主要原料及规格
基料 : 苯甲基硅树脂 : 固含量为 50% , 蓝星公司 , 工业级 ; 偶联剂: KH - 550, 工业级 ; 交联剂 : 钛酸酯 , 工业级 ; 溶剂 : 二甲苯 , 工业级 ; 颜填料 : 三氧化二铬、云母粉、滑石粉、二氧化锰、硬脂酸铝、低熔点玻璃粉 ( 43 ℃ ) , 均为工业级。
1. 2 实验方法与工艺
1. 2. 1 制漆
将颜填料及适量溶剂加入树脂基料中 , 用球磨机研磨成符合细度要求的浆料 , 加入偶联剂、交联剂 , 分散, 过滤 , 即得成品。
1. 2. 2 制板
将上述浆料刷涂到经处理过的马口铁板或钢板上 , 晾干备用。
1. 2. 3 高温处理
将上述刷涂有耐高温涂料的马口铁板或钢板置于箱式电炉中 , 采用程序升温的方法升温至一定温度 , 取出并冷却至室温后 , 进行性能测试和分析。
1. 3 仪器和设备
箱式电阻炉, S - 2 . 5 - 12, 天津市中环试验电炉有限公司 ; 热失质量分析仪, TGS - 2, PERKIN - EL 2 MER 公司; Nexus 670 型傅里叶变换红外光谱仪 ; 扫描电镜, 250MK 3, CAMBR IGEE 公司
2 结果与讨论
2. 1 涂料配方
本文在大量实验的基础上 , 筛选出 2 个具有代表性的配方。
表 1 给出了这两种典型的配方。
2. 2 涂层的反射红外分析
图 1 是采用配方 2 所制备的有机硅耐高温涂料在不同处理温度后的涂层的红外反射光谱图。
其中 765 cm - 1 对应于CH 3 Si 的特征吸收峰, 694 cm - 1 是C 6 H 5 Si 的特征吸收峰 , 而1 010 cm - 1 则是SiOSi 基团的特征吸收峰。
从图中可以明显的看到 , 随着处理温度的不断提高, 765 cm - 1 和694 cm - 1 处的 2 个吸收峰不断减小 , 直到 600 ℃基本消失。
这一现象说明 , 在 200 ℃以后有机硅树脂的甲基、苯基等有机基团开始缓慢分解。
温度越高 , 分解速度越快。
到 600 ℃左右时 , 这些基团已基本分解完全。
另外从图 1 还可以发现, 1 010 cm - 1 处对应的 SiOSi 基团的吸收峰也同时随着处理温度的增加而不断减小, 说明该涂层在高温下并没有形成无机硅氧交联结构 , 即不存在前述的无机硅氧交联的“二次成膜”机理 , 此时的涂层呈现松散的 SiO 2 结构。
表 1 涂料基本配方
图 1 配方 2 耐高温有机硅涂料的涂层的反射红外光谱图
2. 3 涂层的热失质量分析
图 2 是采用配方 2 所制备的有机硅耐高温涂料的热失质量分析曲线。
在 200 ～ 300 ℃之间 , 质量损失非常缓慢 , 特别是在 200 ℃之前 , 样品几乎未发生质量变化。
从 300 ℃以后 , 失质量速率逐渐加快。
涂层热失质量区域主要发生在 400 ～ 600 ℃之间 , 说明有机硅树脂上的甲基、苯基等有机基团的分解基本发生在这个温度区域。
这个实验结果与反射红外观察到的实验现象是完全吻合的。
图 2 配方 2 样品的热失质量分析曲线
2. 4 涂层表面形貌分析
为了了解不同配方下涂层的耐热性能 , 文中使用了显微镜和扫描电镜对高温处理过的涂层的质量进行了跟踪观察。
图 3 是采用配方 1 所制备的涂料在经 500 ℃处理 1 h 后的显微镜照片 ( 放大 1 000 倍 ) 。
从照片中可以观察到涂层中出现了裂纹 , 而且无论在大裂纹还是在小裂纹中 , 都存在有一些纤维状结构的物质。
由于配方中所使用的玻璃粉的熔点温度约为 430 ℃ , 因此玻璃粉在 500 ℃下已经开始熔化 , 而有机硅分解后生成的 SiO 2 的熔融温度远高于 500 ℃ , 涂料中也未加入其它的成膜物质 , 所以可以初步认
定这些纤维状物质应该是玻璃粉融化后形成的 , 而不应该是 SiO 2 。
文中还使用扫描电镜对这些涂层进行了进一步的观察。
图 4 是其扫描电镜照片。
图 3 按配方 1 所制备的涂料经 500 ℃, 1 h 处理后的涂层的显微镜照片 ( 放大 1 000 倍 )
图 4 按配方 1 所制备的涂料经 500 ℃, 1 h 处理后的涂层的扫描电镜照片
很明显 , 照片中存在很多球状物质 , 这些物质将应为低温玻璃粉熔化形成 , 因为配方 1 中只存在 2 种物质 : 有机硅树脂和低温玻璃粉。
热失质量和反射红外分析的结果已表明 , 有机硅树脂在 200 ℃以后侧基开始分解 , 但是在 600 ℃以后才基本分解完全。
在 500 ℃的情况下 , 树脂的分解还未完全 , 还有未彻底分解的有机硅树脂存在 , 此时树脂上残存的甲基、苯基等有机基团造成树脂与玻璃之间在极性上存在较大的差别 , 因此两种材料不能很好地相容 , 以至于熔融的玻璃中有许多在涂层中不易铺展 , 故而形成球珠。
在这种情况下 , 由于玻璃的流动受到一定的限制 , 并不能很好地填补有机硅树脂中所生成的孔洞 , 因此涂层中就留下了很多的气孔。
涂层开裂是由于涂层与基板之间在线膨胀系数上存在较大的差异而引起的。
涂层的线膨胀系数小 , 而基板的线膨系数大 , 冷却过程中 , 涂层就很容易产生裂纹。
在涂层开裂时 , 熔融的玻璃被拉扯并冷却成纤维状。
从以上实验观察到的现象 , 结合反射红外和热失质量分析的结果 , 因此可以认定, 低熔点的玻璃粉在上述耐高温涂料体系中对涂层的“二次成膜”起着关键的作用 , 正是熔融的玻璃粉在高温
下替代已经分解的有机硅树脂 , 对颜填料起到粘附作用 , 使耐高温涂料“二次成膜” , 从而使基材起到高温隔热防腐作用。
如前所述 , 配方 1 的涂层存在裂纹是因为配方 1 的线膨胀系数较低 , 与钢铁之间的线膨胀系数不匹配。
在配方 2 中涂料里加入了线膨胀系数很大的填料滑石粉后 , 有效地调节了涂层的线膨胀系数 , 与此同时 , 其它的颜填料与玻璃粉的相容性较好 , 因而涂层不再出现开裂现象。
图 5 是按配方 2 所制备的涂料在不同温度下处理后的涂层的显微镜照片。
图 5 按配方 2 所制备的涂料在不同温度下处理 1 h 后的涂层的显微镜照片 ( 放大 1 000 倍 )
图 5 的显微镜照片显示 , 涂层表面在 300 ～ 400 ℃时较为松散且有较多气孔。
因为这时低熔点玻璃粉没有熔化 , 但有机硅树脂的侧基已经开始受热分解并逸出。
在 500 ℃以后涂层表面变得较为平整 , 说明低熔点玻璃粉已经熔化、铺展 , 接替有机硅树脂起到二次成膜的作用。
600 ℃和 700 ℃处理后的涂层表面的粒子变大 , 说明低熔点玻璃粉已经进一步熔化、铺展 , 并且与涂层中的耐高温颜填料在高温下发生了进一步的化学反应 , 形成了一层致密的涂层。
3 结语
上述有机硅耐高温涂料体系中 , 低熔点的玻璃粉是涂层“二次成膜”的主要成因。
