低熔点玻璃粉d250在高温涂料中的应用

《低熔点玻璃粉d250在高温涂料中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、低熔点玻璃粉在高温油墨涂料中的应用随着现代工业和国防建设的迅速发展，对设备耐高温性能的要求越来越高。与其它耐高温氧化腐蚀方法相比，高温涂料以其大面积施工方便、成本低、效果好等优点而受到青睐，高温涂料已经广泛应用于钢铁烟囱、高温管道、高温炉外壳、石油裂解装置及军工设备等高温场所，延缓了钢铁等金属设备在高温下的热氧化腐蚀，确保设备能够长期使用。从20世纪50年代开始，人们投入大量精力研究耐高温涂料。据报道，国外已研制出可耐1427℃的高温涂料。但我国在这方面的研究相对较弱，对能耐700℃并且具有优良性能的耐高温涂料报道较少[3]。据统计，国内市场对高温涂料的年需求量在600~800

2、t，而我国实际年产量仅为200t左右，并且产品普遍存在贮存稳定性差、附着力差、易脆化、耐高温时效短等问题[4]。本文使用耐热性能良好的有机硅树脂作为基料，通过配方优化，研制出一种能耐700℃并具有优良耐高温性能的涂料。采用扫描电镜和光学显微镜研究了涂层在不同温度下处理1h后的外观形貌特征，论述了低熔点玻璃粉D250在二次成膜时起到的重要作用。试验过程与方法2.1耐热机理有机硅聚合物即聚有机硅氧烷，其结构式如下：有机硅聚合物即聚有机硅氧烷，结构式主链是由—Si—O—Si—组成，在有机硅高聚物中，Si—O的共价键能比普通有机高聚物C—C的共价键能大，高达451kJ/mol，而C—C

3、和C—O的键能分别为345kJ/mol和335kJ/mol，这就增加了有机硅高聚物的键能稳定性。普通高聚物中的C—C键受热氧化，很容易断裂成低分子物；而有机硅高聚物中Si原子上连接的烃基受热氧化后，生成的是高度交联的更加稳定的Si—O—Si键，形成Si—O—Si链保护层，这是有机硅耐热涂料具有较好耐热性的直接原因[5]。有机硅树脂在400～500℃受热大量分解，低熔点玻璃粉D250在这个温度范围内熔融，代替有机硅树脂在高温下起到黏结的作用。涂层在低温阶段主要由有机硅树脂起成膜作用，在高温阶段熔融的玻璃粉形成一层完整、致密、附着力好的涂层。另外，在耐热涂料中还要加入云母、石棉、滑

4、石粉、高岭土等硅酸盐类填料，这些填料除增加涂膜的耐热性和提高机械强度外[6-7]，由于它们的表面带有少量羟基，在研磨过程中及高温下还会发生一定的物理化学反应，使聚有机硅氧烷和硅酸盐等无机组分连接起来，从而赋予有机硅耐高温涂料优异的性能[8]。2.2试验原料苯甲基硅树脂A和B：固含量均为50%，工业品，常州市源恩公司；硅烷偶联剂：工业品，道康宁公司；安米微纳公司：低熔点玻璃粉D250：软化温度为400℃，细度400目，自制；黑色耐热颜料：工业级，市售；填料：云母粉、滑石粉均为工业级，市售，1000目；溶剂：二甲苯及正丁醇，分析纯；氨基树脂：工业品，江苏三木公司。2.3试验仪器Th

5、erMax700热重分析仪；VK-9700彩色3D激光扫描显微镜；OLYMPUSBX51高温光学显微镜；箱式电阻炉。2.4试验过程2.4.1底板处理底板采用平整、无压痕和麻点等机械缺陷的马口铁板和冷轧钢板，用10%的NaOH和10%的盐酸除油、除锈，砂纸打磨，然后用脱脂棉蘸酒精擦净，晾干，放在干燥器中备用，并保证被涂装表面清洁、干燥。2.4.2高温涂料的配制在有机硅树脂中加入定量的低熔点玻璃粉D250、颜填料、溶剂和分散剂，用搅拌机分散均匀，然后在砂磨机中研磨至细度合格后用标准筛过滤。将制备的涂料涂覆在经过表面处理的马口铁板和冷轧钢板上，待其实干后进行相关性能的测试。2.4.3

6、性能评价譹訜附着力、细度、冲击强度、干燥时间等均按相关国家标准进行检测。譺訜耐热性：将试板置于箱式电阻炉中，从100℃开始每升高50℃恒温1h，冷却至室温，用放大镜观察试板上涂膜的情况。耐热的终点为涂膜开始出现开裂或剥落的温度减去50℃，即为涂膜完好的最后承受温度。每个样品制备3块试板，试验结果取平均值。耐冷热交变性能：将试板随炉升温到预定温度，经过一段保温时间后取出，冷却至室温（25℃左右），观察试板表面状况，反复多个循环直至涂层破坏。3结果与讨论3.1树脂的热失重测试将2种耐热性较好的有机硅树脂A和B在180℃下固化2h，然后进行热失重测试，测试结果见图1.由图1可见，有机

7、硅树脂A在100~300℃之间质量损失非常缓慢，特别是在200℃之前，样品几乎未发生质量变化；300~550℃为快速分解区，有机硅树脂上的甲基、苯基等有机基团的分解基本发生在这个区域；550~600℃为缓慢分解区。有机硅树脂B在250~500℃为快速分解区，500~600℃为缓慢分解区。在低熔点玻璃粉的熔融温度430℃附近，有机硅树脂A的剩余质量分数为71%左右，有机硅树脂B的剩余质量分数为62%左右，这说明有机硅树脂A的耐热性高于有机硅树脂B，但考虑到有机硅树脂对涂层的附着力、机械强度、柔