環(huán)氧有機硅耐高溫涂料配方設計與制備

隨著現(xiàn)代工業(yè)、軍事、航空航天技術等的發(fā)展，應用的鋼材強度越來越高，而強度越高，對雜質離子也越敏感。在較高溫度下，鋼材的腐蝕更快。為避免鋼材失效，采用耐高溫涂料進行防護是一種行之有效的方法，它以施工方便、成本低廉，而得到廣泛應用。

耐高溫涂料一般是指漆膜在200℃以上不脫落、仍能保持適當物理機械性能的涂料。其防護機理大致可歸為兩種:一種是利用涂層的致密性，防止涂層外部的腐蝕介質侵入底材，另一種是依靠防腐顏料和填料起到抑制腐蝕的作用。這兩種功能相輔相成，共同起到防護作用。

常見的有機硅高溫涂料主要關注耐高溫性能，但存在附著力和耐腐蝕性能差等問題，而一些特種高溫設備對耐高溫涂料的防腐性能要求十分苛刻。因此，在設計耐高溫涂料的配方時，需綜合考慮漆膜的機械性能、耐熱性能及防腐性能要求

涂料/涂層制備涂料制備

在樹脂中加入磷酸鋅、滑石粉等填料及助劑，攪拌均勻，然后用砂磨機研磨至規(guī)定的細度，加入溶劑分散，過濾，即得成品涂料的組分一;組分二為聚酞胺樹脂;組分三為鋁粉漿。其重量份比為100:3一10:10一20。

涂層制備

涂層的制備包括底材處理、涂料的施工和涂層固化。底材處理:將馬口鐵板用有機溶劑除油、打磨除銹，再用溶劑清洗干凈，干燥。

涂料施工:將涂料各組分按規(guī)定的比例配制，攪拌均勻，空氣噴涂域刷渤施工馬口鐵板上，表干后再進行下一道施工。涂層厚度控制在40pm一80pm。

涂層固化:將施工完畢的馬口鐵板放在烘箱中，升溫至一定溫度，保留一定時間后取出，冷卻至室溫后，進行性能測試。

耐熱性能

按GBT/1735一2009進行測試。將涂裝耐高溫涂料的馬口鐵板試片放入馬弗爐中，從室溫升至磷酸鹽顏料等。我們選用磷酸鋅和三聚磷酸鋁進行試驗，這兩種磷酸鹽對涂層的耐熱性影響都不大。磷酸鋅主要對初期腐蝕起到抑制作用，而三聚磷酸鋁則對已產(chǎn)生的腐蝕起到抑制作用。利用兩者之間的協(xié)同作用，可以在減少用量的情況下，提高涂層的耐蝕性。圖1是磷酸鹽用量對涂層耐鹽霧性能的影響。本研究中，填料選用滑石粉、云母、沉淀硫酸鋇、輕質碳酸鈣等。根據(jù)顏填料自身特點，選擇了常用且質量性能穩(wěn)定的顏填料品種，通過試驗，確定了填料的用量和比例。

助劑的選擇

鋁粉定向劑

在涂料施工后，由于鋁粉漿中鋁粉鱗片自身徑厚比、處理方法不同等原因，雖在涂層中有一定的定向，但仍有較大比例排列方向不一致，這會降低涂層的致密性和對雜質粒子的阻隔性。采用一定量的鋁粉定向劑，可改善鋁粉鱗片的定向，提高涂層的致密性和耐溫性等性能。

粉定向劑用量為y2c0時，涂層性能佳。繼續(xù)增加用量，對涂層性能改善不明顯，但會對增大涂料粘度，不利于涂料施工。

其他助劑

本研究選擇的助劑除鋁粉定向劑外，為使各種填料能夠更好地分散在樹脂中，并提高有機硅涂料對底材的附著力，選擇了潤濕分散劑;為改善涂層的表面狀態(tài)，選擇了流平劑;為改善涂料的生產(chǎn)狀態(tài)，選擇了消泡劑;等等。

該涂料已在某高強鋼制造的發(fā)動機部件上應用。結果表明，涂層工藝性能良好，耐溫性能達到要求，力學性能和耐蝕性能優(yōu)良，綜合性能達到使用要求。

結論

以環(huán)氧有機硅樹脂為主成膜物，配以適當?shù)墓袒瘎⒐δ茴伭系龋苽涑鲆环N具有良好物理機械性能和防腐蝕性能，在300℃高溫下可長期使用的環(huán)氧有機硅耐高溫鋁粉涂料。鋁粉可提高涂層的耐高溫性能和致密性，用量10%一20%為宜;鋁粉定向劑可改善鋁粉排列，從而提高涂層的硬度、致密性、耐溫性和防護性能，用量y2c0時，效果佳。復合磷酸鹽可提高涂層的耐鹽霧性，且涂層耐鹽霧性能隨著磷酸鹽加入量的增加而增大。受涂料中顏基比所限，磷酸鹽用量為10%一20%時，涂層綜合性能較好。