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有机硅树脂在特种涂料中的应用和发展

发布时间:

2023-09-04 09:02

耐高温涂料通常是指可长期承受 200 ℃ 以上温度,漆膜不开裂、不脱落,仍具有一定物理化学性能,使被保护对象在高温环境中能正常发挥作用的特种功能性涂料。

目前,市场上应用最广泛的是有机硅耐高温涂料,以其大面积施工工艺性能良好、成本低、耐温效果显著、耐氧化等诸多优点受到人们的青睐,被广泛用于航空发动机、高温管道、高温炉、建筑幕墙的装饰及防护等领域。

有机硅耐高温涂料在高温下会发生物理变化和化学变化,这是一个相当复杂的过程,主要包括:

(1)高温热量从涂层表面传递到整个涂层;

(2)随着温度的升高,作为涂层粘结剂的有机硅树脂在高温下会发生热降解反应,解聚形成小分子片段和低相对分子质量树脂,小分子片段吸收热量气化进入边界层,从涂层中溢出;低相对分子质量树脂通过化学反应重新组合成更稳定的骨架结构,形成更加致密的涂层,进一步抵御高温的侵蚀;

(3)温度更高时,涂层中的耐高温颜填料等组分也会发生物理、化学变化;有机硅树脂则进一步分解,侧链有机基团和主链结构被破坏,完全转化为无机硅氧烷结构,在断裂的地方形成活性中心,可与耐高温的颜填料发生相互作用,这些作用不会导致耐热涂层的破坏,反而可以提升涂层的耐热性能,整个涂层体系发生二次成膜。有机硅树脂的分子结构和填料类型决定了涂层发生化学反应的类型和吸热程度,高温下涂层发生的物理变化:蒸发、熔融、反射、升华和辐射等会使耐温涂层的耐热性能得到提高。

颜填料对涂层耐温性能的影响

颜填料对有机硅耐高温涂料的性能具有重要影响,添加适合的耐温颜填料可以大幅度提升涂层的综合性能。常用的耐高温颜料主要为金属氧化物,如钛白粉、铜铬黑、钴蓝、钛铬棕等,填料主要是硅酸盐材料,如云母粉、滑石粉、高岭土、硅微粉等。

另外,为了提升涂层的防腐性能,常添加诸如铝粉、锌粉、锶黄、磷酸锌等防锈颜料。颜填料在研磨过程和高温下会与有机硅树脂发生化学反应,如云母粉、滑石粉、高岭土等硅酸盐填料表面带有少量羟基,能与有机硅树脂的官能基反应,金属及其氧化物可对上述反应起催化作用,在主链中形成金属硅氧烷结构,进一步提升涂层的耐热性能。

随着新一轮产能的释放,有机硅上游产能呈现过剩趋势,同质化竞争尤为明显。为加快推动我国有机硅产业迈向“产品高端化、应用多元化”.

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