有机硅树脂涂料的研制方案.doc

耐高温隔热防腐涂料的研制
梁起冠
1．研究背景：
随着我国现代工业的不断发展，特别是冶金、石化、能源、新材料及军工等行业，应用高温设备及配套设施的场合越来越多，然而金属材料在高温环境中易与空气中的氧气发生氧化反应，产生锈蚀现象，从而使金属材料逐渐失去强度而导致结构性缺损，成为各种事故的隐患。因此，其表面一般都需涂装耐高温防腐涂料进行保护，防止金属材料氧化腐蚀，延长高温设备的使用寿命。目前，高温设备的涂装保护大多采用有机硅类耐高温涂料，使用温度在400~600℃范围时，选用纯有机硅涂料；使用温度在400℃以下时，选用环氧改性有机硅涂料。纯有机硅树脂具有热稳定性好、耐氧化、耐候、低温性能好、表面能低、介电强度高等优点，但一般需要高温（150~200℃）固化，给大面积施工造成不便，且防腐能力、附着力差。环氧改性有机硅树脂是近年来发展起来的既能降低环氧树脂的内应力，又能增强环氧树脂的韧性、耐高温性等性能的有效途径，二者具有取长补短的特点。
研究意义：
本研究以环氧改性有机硅树脂为成膜物，添加耐热着色颜料、陶瓷空心微珠、云母粉、滑石粉、白炭黑磷酸锌、三聚磷酸铝、玻璃纤维等，配以功能助剂和溶剂，制成基础涂料，再以低相对分子质量聚酰胺为固化剂配漆，可实现常温固化。

2．原材料
有机硅树脂；环氧树脂；硅氧烷偶联剂；二月桂酸二丁基锡；
硅铝陶瓷空心微珠；氧化铬绿；磷酸锌；三聚磷酸铝；
云母粉、滑石粉、白炭黑、玻璃纤维、氧化铬绿、石墨粉、溶剂，市售；
分散剂、消泡剂、流平剂等；低相对分子质量聚酰胺树脂，。

3．实验仪器：
砂磨机，高速搅拌机，恒温槽，样板基材为马口铁板和碳钢板，碳钢板厚度为0.8~1.0mm，马弗炉，测定导热系数

4．表1耐高温隔热防腐涂料的参考配方
原材料
用量/%
底漆面漆
环氧改性有机硅树脂35~4040~45
氧化铬绿-15~20
硅铝陶瓷空心微珠10~12-
云母粉5~65~8
滑石粉5~65~8
白炭黑1~21~2
磷酸锌5~6-
三聚磷酸铝8~10-
石墨1~2-
玻璃纤维（1~5mm）1~2-
KH-560硅氧烷偶联剂1~21~2
Byk-110分散剂0.20.2
Byk-141消泡剂0.30.3
Byk-306流平剂0.30.3
二月桂酸二丁基锡0.050.05
溶剂补足100%补足100%
低相对分子质量聚酰胺固化剂8~108~10

5．初定实验原料配方：
原材料质量分数/%
主溶剂（自制）30~40
增稠剂（聚乙二醇）0~2.0
促进剂（自制）3~6
助溶剂（乙二醇）5~8
渗透剂（LAS∶JFC1=0.5）1~3
去离子水余量

6．制备工艺
（1）环氧改性有机硅树脂的制备
将E-44环氧树脂用二甲苯溶解后加入反应釜内，搅拌下加入9802RS有机硅树脂［m（有机硅树脂）∶m（环氧树脂）=3∶2］，再加入3%的KH-560偶联剂和0.5%的二月桂酸二丁基锡，搅拌升温至90℃，保温反应2h，降温，制得环氧改性有机硅树脂，固含量调
到50%。
（2）涂料的制备
将配方中的环氧改性有机硅树脂、颜填料、助剂、溶剂一起高速分散30min，经砂磨机研磨至细度符合要求，过滤，包装，制得A组分。聚酰胺固化剂为B组分，单独包装。

（3）样板制备
样板基材为马口铁板和碳钢板，碳钢板厚度为0.8~1.0mm，经除锈处理后喷涂或刷涂底漆和面漆。要求马口铁板上底漆干膜厚度为25μm，碳钢板上底漆干膜厚度为30μm。2种样板的面漆厚度均为10~15μm，晾干备用。
7．参考检测方法
（1）马口铁试板用于常规性能检测。干燥时间、附着力、柔韧性、耐冲击性等均按国家相关标准进行检测。
（2）耐高温性：将固化后的碳钢试板置于马弗炉中，逐步升温，当温度达到设计要求400℃时开始计时，经过一段时间后取出，冷却至25℃，用放大镜观察涂层表面状况，如无龟裂、脱落现象，则表明涂层耐热性良好。
（3）耐温变性：将固化后的碳钢试板放入马弗炉中升温至400℃，经过30min后取出，冷却至室温（25℃），观察试板表面状况，反复几个周期直至涂层被破坏，记录周期数。
（4）保温隔热性能：按GB/T20473—2006标准测定导热系数。防腐涂料的研制13作用。

记录：（1）耐高温隔热防腐涂料的性能
（2）有机硅树脂与环氧树脂的质量比对涂层主要性能的影响。
（3）防锈颜料用量对涂层耐盐水性的影响
（4）陶瓷空心微珠用量对涂层隔热性的影响（测导热系数）