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一文了解有機(jī)硅耐高溫涂料
發(fā)布時(shí)間:
2024-12-04
隨著科技的進(jìn)步和現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)在高溫環(huán)境下工作設(shè)備的需求也日趨增多，如高溫管道、煙囪、排氣管、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)外殼等。如果沒(méi)有良好的保護(hù)措施，這些設(shè)備很容易在高溫下被氧化或腐蝕，因此耐高溫現(xiàn)代工業(yè)不可缺少的一部分。耐高溫涂料一般指能在要求時(shí)間內(nèi)承受高溫且能保持部分力學(xué)性能的一種特種涂料。按成膜物質(zhì)的不同，通常將其分為有機(jī)耐高溫涂料、無(wú)機(jī)耐高溫涂料和有機(jī)-機(jī)雜化耐高溫涂料.其中有機(jī)耐高溫涂料中應(yīng)用
隨著科技的進(jìn)步和現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)在高 溫環(huán)境下工作設(shè)備的需求也日趨增多，如高溫管道、 煙囪、排氣管、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)外殼等。如果沒(méi)有良好的 保護(hù)措施，這些設(shè)備很容易在高溫下被氧化或腐蝕，因此耐高溫現(xiàn)代工業(yè)不可缺少的一部分。耐高溫涂料一般指能在要求時(shí)間內(nèi)承受高溫且能保持部分力學(xué)性能的一種特種涂料。按成膜物質(zhì)的不同，通常將其分為有機(jī)耐高溫涂料、無(wú)機(jī)耐高溫 涂料和有機(jī)-機(jī)雜化耐高溫涂料 . 其中有機(jī)耐高溫涂 料中應(yīng)用較廣的是有機(jī)硅耐高溫涂料。
有機(jī)硅樹(shù)脂（也稱為聚硅氧烷）是指一類(lèi)由硅原子和氧原子交替連結(jié)組成骨架，硅原子上連結(jié)有不同 有機(jī)基團(tuán)聚合物的統(tǒng)稱。由于有機(jī)硅樹(shù)脂中 Si-O 鍵的鍵能（460.5 kJ/mol）明顯高于C-O 鍵（358.0 kJ/mol） 和 C-C 鍵（304.0 kJ/mol），故其有優(yōu)異的耐高溫性能和耐候性，并逐漸成為有機(jī)耐高溫涂料的主要成膜物質(zhì)。本研究著重闡述了以有機(jī)硅樹(shù)脂及其改性樹(shù) 脂為成膜物質(zhì)的耐高溫涂料的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。
有機(jī)硅耐高溫涂料
有機(jī)硅耐高溫涂料是指將有機(jī)硅樹(shù)脂作為成膜 物質(zhì)，通過(guò)添加耐熱顏填料、助劑、溶劑等配制而成，其中有機(jī)硅樹(shù)脂種類(lèi)、顏填料種類(lèi)以及樹(shù)脂與顏填料的比例搭配對(duì)耐高溫性能都有非常大的影響。
在耐熱填料的篩選搭配方面，除了常規(guī)的鈦白、 鋁粉、云母粉、玻璃粉料等之外，中空結(jié)構(gòu)的隔熱填料 還可以進(jìn)一步提高耐高溫涂料的隔熱性能。如吳連鋒等通過(guò)在有機(jī)硅樹(shù)脂中搭配云母粉、納米二氧化硅等耐熱填料來(lái)提高涂層的耐高溫性能，通過(guò)添加中空微球隔熱填料來(lái)降低涂層的導(dǎo)熱系數(shù)。還通過(guò)對(duì) 比不同隔熱填料的尺寸，發(fā)現(xiàn)小尺寸隔熱填料能減小堆積孔隙，提高顏基比，有利于彌補(bǔ)孔隙和受熱收縮進(jìn)一步提高涂層的耐高溫性能，使得涂層在 500 ℃耐 受 1 h 高溫后仍具備較高的硬度。
常見(jiàn)的有機(jī)硅耐高溫涂料在常溫條件下無(wú)法完 全固化，需要經(jīng)過(guò)高溫烘烤或后期高溫使用時(shí)才能徹 底固化,在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)漆膜提前失效的現(xiàn)象。 在常溫固化方面，以烷氧基硅低聚物為耐高 溫樹(shù)脂，通過(guò)對(duì)功能性填料云母粉和低熔點(diǎn)玻璃粉不 同含量的篩選，研制了一款單組分常溫固化有機(jī)硅耐 高溫涂料。其配方中云母粉的用量為 9%時(shí)，能較好 地平衡漆膜的耐熱性和完整性；當(dāng)低熔點(diǎn)玻璃粉添加 量為 6%時(shí)，在 600℃耐高溫測(cè)試后有機(jī)硅樹(shù)脂分解 形成的空隙可以被玻璃粉二次成膜完全填充，樣板在 240 h 鹽霧后表面基本無(wú)銹蝕。該單組分常溫固化有機(jī)硅耐高溫涂料不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)600℃高溫的耐受性,而且具備優(yōu)異的防腐性。
目前有機(jī)硅耐高溫涂料還是以溶劑型為主，水性較少。相對(duì)于溶劑型有機(jī)硅耐高溫涂料，水性有機(jī)硅耐高溫涂料環(huán)保優(yōu)勢(shì)明顯。如張耿濤等以水性有機(jī)硅樹(shù)脂為基料，通過(guò)搭配云母粉、硅微粉等耐高溫顏填料，開(kāi)發(fā)出了一款水性有機(jī)硅耐高溫涂料，可以在600℃ 下耐受3h高溫,而且只含少量溶劑。
雖然有機(jī)硅耐高溫涂料通過(guò)調(diào)整耐高溫顏填料的組成，達(dá)到不錯(cuò)的耐高溫性能，但由于有機(jī)硅樹(shù)脂自身的特性，大多在不同基材上的附著力和力學(xué)性能上欠佳，而很多有機(jī)樹(shù)脂通常有不錯(cuò)的附著力、耐彎折和耐沖擊等機(jī)械性能，所以可通過(guò)有機(jī)樹(shù)脂對(duì)有機(jī)硅樹(shù)脂進(jìn)行改性，在保持較好的耐高溫性能的同時(shí)，提高有機(jī)硅涂料的綜合性能。
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