环氧有机硅耐高温涂料配方设计与制备

随着现代工业、军事、航空航天技术等的发展，应用的钢材强度越来越高，而强度越高，对杂质离子也越敏感。在较高温度下，钢材的腐蚀更快。为避免钢材失效，采用耐高温涂料进行防护是一种行之有效的方法，它以施工方便、成本低廉，而得到广泛应用。

    耐高温涂料一般是指漆膜在200℃以上不脱落、仍能保持适当物理机械性能的涂料。其防护机理大致可归为两种:一种是利用涂层的致密性，防止涂层外部的腐蚀介质侵入底材，另一种是依靠防腐颜料和填料起到抑制腐蚀的作用。这两种功能相辅相成，共同起到防护作用。

    常见的有机硅高温涂料主要关注耐高温性能，但存在附着力和耐腐蚀性能差等问题，而一些特种高温设备对耐高温涂料的防腐性能要求十分苛刻。因此，在设计耐高温涂料的配方时，需综合考虑漆膜的机械性能、耐热性能及防腐性能要求

    涂料/涂层制备涂料制备

    在树脂中加入磷酸锌、滑石粉等填料及助剂，搅拌均匀，然后用砂磨机研磨至规定的细度，加入溶剂分散，过滤，即得成品涂料的组分一;组分二为聚酞胺树脂;组分三为铝粉浆。其重量份比为100:3一10:10一20。

    涂层制备

    涂层的制备包括底材处理、涂料的施工和涂层固化。底材处理:将马口铁板用有机溶剂除油、打磨除锈，再用溶剂清洗干净，干燥。

    涂料施工:将涂料各组分按规定的比例配制，搅拌均匀，空气喷涂域刷渤施工马口铁板上，表干后再进行下一道施工。涂层厚度控制在40pm一80pm。

    涂层固化:将施工完毕的马口铁板放在烘箱中，升温至一定温度，保留一定时间后取出，冷却至室温后，进行性能测试。

    耐热性能

    按GBT/1735一2009进行测试。将涂装耐高温涂料的马口铁板试片放入马弗炉中，从室温升至磷酸盐颜料等。我们选用磷酸锌和三聚磷酸铝进行试验，这两种磷酸盐对涂层的耐热性影响都不大。磷酸锌主要对初期腐蚀起到抑制作用，而三聚磷酸铝则对已产生的腐蚀起到抑制作用。利用两者之间的协同作用，可以在减少用量的情况下，提高涂层的耐蚀性。图1是磷酸盐用量对涂层耐盐雾性能的影响。本研究中，填料选用滑石粉、云母、沉淀硫酸钡、轻质碳酸钙等。根据颜填料自身特点，选择了常用且质量性能稳定的颜填料品种，通过试验，确定了填料的用量和比例。

    助剂的选择

    铝粉定向剂

    在涂料施工后，由于铝粉浆中铝粉鳞片自身径厚比、处理方法不同等原因，虽在涂层中有一定的定向，但仍有较大比例排列方向不一致，这会降低涂层的致密性和对杂质粒子的阻隔性。采用一定量的铝粉定向剂，可改善铝粉鳞片的定向，提高涂层的致密性和耐温性等性能。

    粉定向剂用量为y2c0时，涂层性能最佳。继续增加用量，对涂层性能改善不明显，但会对增大涂料粘度，不利于涂料施工。

    其他助剂

    本研究选择的助剂除铝粉定向剂外，为使各种填料能够更好地分散在树脂中，并提高有机硅涂料对底材的附着力，选择了润湿分散剂;为改善涂层的表面状态，选择了流平剂;为改善涂料的生产状态，选择了消泡剂;等等。

    该涂料已在某高强钢制造的发动机部件上应用。结果表明，涂层工艺性能良好，耐温性能达到要求，力学性能和耐蚀性能优良，综合性能达到使用要求。

    结论

    以环氧有机硅树脂为主成膜物，配以适当的固化剂、功能颜料等，制备出一种具有良好物理机械性能和防腐蚀性能，在300℃高温下可长期使用的环氧有机硅耐高温铝粉涂料。铝粉可提高涂层的耐高温性能和致密性，用量10%一20%为宜;铝粉定向剂可改善铝粉排列，从而提高涂层的硬度、致密性、耐温性和防护性能，用量y2c0时，效果最佳。复合磷酸盐可提高涂层的耐盐雾性，且涂层耐盐雾性能随着磷酸盐加入量的增加而增大。受涂料中颜基比所限，磷酸盐用量为10%一20%时，涂层综合性能较好。