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環氧有機硅耐高溫涂料配方設計與制備

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環氧有機硅耐高溫涂料配方設計與制備

發布日期:2016-10-13 作者: 點擊:

  隨著現代工業、軍事、航空航天技術等的發展,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

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  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生的腐蝕起到抑制作用。利用兩者之間的協同作用,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。根據顏填料自身特點,選擇了常用且質量性能穩定的顏填料品種,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,涂層性能最佳。繼續增加用量,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,選擇了流平劑;為改善涂料的生產狀態,選擇了消泡劑;等等。
  該涂料已在某高強鋼制造的發動機部件上應用。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良,綜合性能達到使用要求。
  結論
  以環氧有機硅樹脂為主成膜物,配以適當的固化劑、功能顏料等,制備出一種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,效果最佳。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。


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