有机硅耐高温涂料

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。

耐高温涂料的材料选择与性能测试在现代工业领域，耐高温涂料扮演着至关重要的角色。

无论是航空航天、汽车制造、能源化工，还是冶金等行业，耐高温涂料的应用都能有效保护设备和结构在高温环境下的正常运行，延长其使用寿命。

而要实现良好的耐高温性能，关键在于材料的选择和严格的性能测试。

一、耐高温涂料的材料选择1、基料的选择基料是耐高温涂料的核心成分，直接决定了涂料的基本性能。

常见的耐高温基料包括有机硅树脂、有机氟树脂、酚醛树脂、环氧树脂等。

有机硅树脂具有优异的热稳定性、耐氧化性和低温柔韧性，能够在高温下保持良好的物理和化学性能。

有机氟树脂则以其出色的耐化学腐蚀性和耐高温性而闻名，但其价格相对较高。

酚醛树脂具有良好的耐热性和耐腐蚀性，但脆性较大。

环氧树脂在高温下的性能相对较弱，但通过改性可以提高其耐高温性能。

2、颜填料的选择颜填料不仅影响涂料的颜色和外观，还对其耐高温性能起着重要作用。

常用的耐高温颜填料有金属氧化物（如氧化铝、氧化钛、氧化铁等）、碳化物（如碳化硅、碳化钨等）、氮化物（如氮化硅、氮化硼等）等。

氧化铝具有良好的耐高温、耐磨和绝缘性能。

氧化钛能提高涂料的耐候性和遮盖力。

碳化硅和氮化硅具有极高的硬度和耐高温性能，能增强涂料的耐磨性和抗热震性。

3、助剂的选择助剂在耐高温涂料中虽然用量较少，但却能显著改善涂料的性能。

常见的助剂包括流平剂、消泡剂、分散剂、防沉剂等。

流平剂能使涂料在施工后形成平整光滑的涂层。

消泡剂可以消除涂料在生产和施工过程中产生的气泡。

分散剂有助于颜填料在涂料中的均匀分散。

防沉剂则能防止颜填料在储存过程中的沉淀。

二、耐高温涂料的性能测试1、耐热性测试这是评估耐高温涂料性能的关键指标。

常用的测试方法包括热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）和高温烘箱测试。

热重分析可以测量涂料在升温过程中的质量变化，从而确定其热分解温度和热稳定性。

差示扫描量热法能够分析涂料在受热过程中的热量变化，进一步了解其热性能。

WE61-250耐高温漆
组成由改性聚脂、铝粉、助剂和有机溶剂等组成。

主要特性·具有良好的耐热性，能耐200-400℃范围内使用·具有常温自干的特点，且干燥性较快
·具有良好的附着力
·漆膜具有抗潮、耐油、耐大气和常见腐蚀介质的侵蚀
用途适用于高温锅炉、化工厂反应塔釜及各种需要耐高温的，又无法烘烤的设备和部件。

颜色及外观银灰色。

基本参数密度约1.08g/cm3
干膜厚度20µm
湿膜厚度56µm
理论用量60g/m2
闪点27℃
干燥时间表干≤15min
（25℃）实干≤24h
150℃烘干≤2h
复涂间隔时间
建议涂装道数2道，干漆膜厚度40μm。

前道配套用漆直接涂装在除锈质量达到要求的钢铁表面；也可用704无机锌底漆打底。

表面处理及·有氧化皮钢材：喷砂处理至Sa2.5级
底材温度·无氧化钢材：喷砂处理至Sa2.5级或以弹性砂轮片打磨至St3级
·涂有车间底漆的钢材：漆膜损伤及锈蚀处二次除锈，打磨至St3级
·焊接、火焰切割或火工校正烧损部位：除尽焊药、焊渣、飞溅物后喷砂处理至Sa2.5级或以弹性砂轮片打磨至St3级·有旧漆膜的钢材：喷砂处理至Sa2.5级；或除尽所有旧漆膜后，以弹性砂轮片打磨至St3级
·为得到良好的使用效果，在涂装第一道耐高温漆后，应加热至工作温度，冷却后即可涂装第二道
·底材温度须高于露点以上3℃，但不得大于60℃。