有機硅樹脂在特種涂料中的應(yīng)用和發(fā)展

發(fā)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(xué)性能，使被保護對象在高溫環(huán)境中能正常發(fā)揮作用的特種功能性涂料。

目前，市場上應(yīng)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(yōu)點受到人們的青睞，被廣泛用于航空發(fā)動機、高溫管道、高溫爐、建筑幕墻的裝飾及防護等領(lǐng)域。

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

（1）高溫熱量從涂層表面?zhèn)鬟f到整個涂層；

（2）隨著溫度的升高，作為涂層粘結(jié)劑的有機硅樹脂在高溫下會發(fā)生熱降解反應(yīng)，解聚形成小分子片段和低相對分子質(zhì)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(zhì)量樹脂通過化學(xué)反應(yīng)重新組合成更穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)，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(fā)生物理、化學(xué)變化；有機硅樹脂則進一步分解，側(cè)鏈有機基團和主鏈結(jié)構(gòu)被破壞，完全轉(zhuǎn)化為無機硅氧烷結(jié)構(gòu)，在斷裂的地方形成活性中心，可與耐高溫的顏填料發(fā)生相互作用，這些作用不會導(dǎo)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(fā)生二次成膜。有機硅樹脂的分子結(jié)構(gòu)和填料類型決定了涂層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的類型和吸熱程度，高溫下涂層發(fā)生的物理變化：蒸發(fā)、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(fā)生化學(xué)反應(yīng)，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(yīng)，金屬及其氧化物可對上述反應(yīng)起催化作用，在主鏈中形成金屬硅氧烷結(jié)構(gòu)，進一步提升涂層的耐熱性能。

隨著新一輪產(chǎn)能的釋放，有機硅上游產(chǎn)能呈現(xiàn)過剩趨勢，同質(zhì)化競爭尤為明顯。為加快推動我國有機硅產(chǎn)業(yè)邁向“產(chǎn)品高端化、應(yīng)用多元化”.