耐黄变环氧改性有机硅耐高温涂料的研制

   日期:2021-06-17     浏览:129    
核心提示:耐黄变环氧改性有机硅耐高温涂料的研制王宁,郑德亮,王靖,于杰(海洋化工研究院有限公司生产基地,山东青岛 266111)0 前言耐高
耐黄变环氧改性有机硅耐高温涂料的研制
王宁,郑德亮,王靖,于杰(海洋化工研究院有限公司生产基地,山东青岛 266111)

0 前言
耐高温涂料作为一种特殊功能性涂料在化工、军事、航天领域等有着广泛的应用,而现有的耐高温产品因普遍存在的高温变色问题,多为颜色较深的品种或铝粉类产品。近年来,人们对耐高温涂料的装饰性能也提出了更高的要求,如大型船舶上的钢铁烟囱为了与船体颜色保持一致,一般采用浅色系,其耐高温后颜色变黄变暗的问题严重影响船体外观。因此,研制耐黄变浅色耐高温涂料有着广泛的市场需求。

1 试验部分
1.1 试验原料
环氧改性有机硅树脂,进口;金红石型钛白粉,进口;中铬黄,进口;酞菁蓝,国产;高色素炭黑,国产;助剂;溶剂。
1.2 涂料配方
耐黄变浅色耐高温涂料的建议配方见表1。

1.3 耐高温涂料的制备
先将树脂、溶剂、助剂等组分按比例混合,高速搅拌将其混匀,然后加入各种颜料、填料混合均匀,用砂磨机加砂研磨至细度≤40 μm,调整黏度,过滤,即制得漆样。

2 结果与讨论
2.1 涂膜性能检验
以海灰色耐高温面漆为例,对所制涂层的机械性能及耐高温后性能等各项性能进行了测试,结果见表2。

2.2 树脂的选择
有机硅树脂具有优良的耐高温性能,但其化学结构决定了其抗冲击、抗弯曲性、耐刮擦性、耐溶剂性都不理想,环氧树脂具有优良的机械性能、防腐性能及耐溶剂性能,环氧改性有机硅树脂结合了两者的优点,具有优良的防腐性、耐高温性及机械性能,可常温固化,近年来广泛应用于耐高温涂料。
选取环氧改性有机硅树脂、氟碳树脂、丙烯酸聚氨酯树脂及聚硅氮烷等,添加相同的耐高温颜填料,制成平行漆样,在马口铁板及三角铁上制备涂膜,分别进行耐200 ℃、300 ℃的耐高温性能测试,测试时间为1 h,比较涂膜变色情况及机械性能,结果见表3。

涂膜变色程度、等级、色差值采用GB/T 1766—1995《色漆和清漆涂 层 老 化 的 评 级 方 法》、GB/T11186.2 《涂膜颜色的测量方法 第二部分 颜色测量》、GB/T 11186.3 《涂膜颜色的测量方法 第三部分色差计算》进行测试。
由图1可以看到,变色方面:耐200 ℃高温1 h后,两种环氧改性有机硅树脂及聚硅氮烷无变色,而氟碳树脂、丙烯酸聚氨酯树脂及环氧改性有机硅树脂(国产)加固化剂则有明显变色或严重变色。
耐300 ℃高温1 h后,聚硅氮烷仍未变色,两种环氧改性有机硅树脂有轻微变色,氟碳树脂、丙烯酸聚氨酯树脂及环氧改性有机硅树脂(国产)加固化剂则严重变色,见图2。

机械性能方面:不同树脂体系在耐200 ℃高温1h后,机械性能都表现良好,均达到附着力:1级,耐冲击:50 kg · cm,弯曲:2 mm。其中,聚硅氮烷涂膜膜厚需控制在10 μm以下,否则涂膜大面积剥离,见图3。
耐300 ℃高温1 h后,丙烯酸聚氨酯、环氧改性有机硅树脂(进口)、环氧改性有机硅树脂(国产)加固化剂及聚硅氮烷的机械性能都表现良好,其中,聚硅氮烷涂膜膜厚需控制在10 μm以下,否则涂膜大面积剥离。氟碳树脂及环氧改性有机硅树脂(国产)则有不同程度的下降,见图4。

综上,环氧改性有机硅树脂(进口)无论在变色方面还是机械性能方面都表现得更为优异;环氧改性有机硅树脂(国产)变色性能较好,但机械性能略有下降;聚硅氮烷对涂膜膜厚要求比较苛刻,要求控制在10 μm左右,限制了它的应用;其他几种树脂则变色严重,不适合作为耐高温涂料的成膜物。因此,树脂选用环氧改性有机硅树脂(进口)。
2.3 耐高温颜料的选择
耐高温涂料中的颜料选取不仅影响涂膜耐高温后的颜色变化,也影响其机械性能。选用的颜填料一般是无机矿物类和金属颜料,如氧化铁红、氧化铁黑、钛白粉、铝粉、锌粉等。以海灰色为例,采用环氧改性有机硅树脂(国产)加固化剂作为基料,不同型号的钛白粉、中铬黄、蓝颜料制平行漆样,在马口铁板及三角铁上制备涂膜,进行耐200 ℃高温1 h的性能测试,比较涂膜变色情况及机械性能,结果见表4。

可以看到,变色方面:耐200 ℃高温1 h后,1#比4#变色轻,因此钛白粉(进口)优于钛白粉(国产);2#比4#变色轻,因此中铬黄(进口)优于中铬黄(国产);4#比3#变色轻,因此酞菁蓝优于华蓝,见图5。
机械性能方面:不同颜料体系在耐200 ℃高温1h后,机械性能都表现良好,均达到附着力:1级,耐冲击:50 kg · cm,弯曲:2 mm,见图6。

由此,耐高温颜料选取变色较轻的钛白粉(进口)、中铬黄(进口)、酞菁蓝等进行颜色调配。
2.4 耐高温颜料用量对涂层耐高温性能的影响
采用环氧改性有机硅树脂(进口)作为基料,添加钛白粉(进口)、中铬黄(进口)、酞菁蓝、高色素炭黑、硫酸钡等作为颜填料,改变耐高温颜料的加入总量,分别进行耐240 ℃、300 ℃高温1 h的耐高温性能测试,结果见表5。

可以看到,耐高温颜料加入总量在12%~24%的范围内时,增高或降低耐温颜料的用量,其涂膜变色情况及机械性能均不受影响,见图7、图8。

3 结语
通过对树脂体系、耐高温颜料的筛选,我们制得了一种可耐受200~300 ℃高温而基本不变色,同时能维持良好机械性能的耐黄变环氧改性有机硅耐高温涂料,该耐高温涂料可广泛用于各类需要外观装饰的高温设备及场所,如大型船舶的烟囱外壁、热风炉、排气管外壁等,市场前景广阔。
 









打赏
广告位
 

相关有机锡应用

推荐文章
热门文章
最新文章

电话咨询

咨询电话:
13761290006

微信咨询

QQ交流群

在线客服

售后服务

回到顶部