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    有機硅樹脂在特種涂料中的應用和發展

    發布時間:

    2023-09-04 09:02

    耐高溫涂料通常是指可長期承受 200 ℃ 以上溫度,漆膜不開裂、不脫落,仍具有一定物理化學性能,使被保護對象在高溫環境中能正常發揮作用的特種功能性涂料。

    目前,市場上應用最廣泛的是有機硅耐高溫涂料,以其大面積施工工藝性能良好、成本低、耐溫效果顯著、耐氧化等諸多優點受到人們的青睞,被廣泛用于航空發動機、高溫管道、高溫爐、建筑幕墻的裝飾及防護等領域。

    有機硅耐高溫涂料在高溫下會發生物理變化和化學變化,這是一個相當復雜的過程,主要包括:

    (1)高溫熱量從涂層表面傳遞到整個涂層;

    (2)隨著溫度的升高,作為涂層粘結劑的有機硅樹脂在高溫下會發生熱降解反應,解聚形成小分子片段和低相對分子質量樹脂,小分子片段吸收熱量氣化進入邊界層,從涂層中溢出;低相對分子質量樹脂通過化學反應重新組合成更穩定的骨架結構,形成更加致密的涂層,進一步抵御高溫的侵蝕;

    (3)溫度更高時,涂層中的耐高溫顏填料等組分也會發生物理、化學變化;有機硅樹脂則進一步分解,側鏈有機基團和主鏈結構被破壞,完全轉化為無機硅氧烷結構,在斷裂的地方形成活性中心,可與耐高溫的顏填料發生相互作用,這些作用不會導致耐熱涂層的破壞,反而可以提升涂層的耐熱性能,整個涂層體系發生二次成膜。有機硅樹脂的分子結構和填料類型決定了涂層發生化學反應的類型和吸熱程度,高溫下涂層發生的物理變化:蒸發、熔融、反射、升華和輻射等會使耐溫涂層的耐熱性能得到提高。

    顏填料對涂層耐溫性能的影響

    顏填料對有機硅耐高溫涂料的性能具有重要影響,添加適合的耐溫顏填料可以大幅度提升涂層的綜合性能。常用的耐高溫顏料主要為金屬氧化物,如鈦白粉、銅鉻黑、鈷藍、鈦鉻棕等,填料主要是硅酸鹽材料,如云母粉、滑石粉、高嶺土、硅微粉等。

    另外,為了提升涂層的防腐性能,常添加諸如鋁粉、鋅粉、鍶黃、磷酸鋅等防銹顏料。顏填料在研磨過程和高溫下會與有機硅樹脂發生化學反應,如云母粉、滑石粉、高嶺土等硅酸鹽填料表面帶有少量羥基,能與有機硅樹脂的官能基反應,金屬及其氧化物可對上述反應起催化作用,在主鏈中形成金屬硅氧烷結構,進一步提升涂層的耐熱性能。

    隨著新一輪產能的釋放,有機硅上游產能呈現過剩趨勢,同質化競爭尤為明顯。為加快推動我國有機硅產業邁向“產品高端化、應用多元化”.

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