水性有机硅耐高温树脂(改性有机硅耐高温防腐蚀涂料)

改性有机硅耐高温防腐蚀涂料

戴军，周荣华 （深圳市天健涂料科技开发有限公司，广东深圳518122）

摘要：以改性有机硅树脂为主要原料研制的高温防腐蚀涂料，通过测试各项技术指标均达到国家标准，讨论了不同因素对涂膜性能的影响，产品在实际应用中具有明显的经济和社会效益。

关键词：有机硅树脂；耐高温涂料；防腐蚀涂料

中图分类号：TQ 637.6 文献标识码：A 文章编号：1006-2556(2006)06-0045-03

0 前言

耐热涂料广泛用于高温场所，诸如钢铁烟窗、排气管、锅炉、电炉盘、火炉、石油裂解装置、高温反应设备以及军工设备等外表装饰，以防止钢铁等金属在高温下的热氧化腐蚀，确保设备长期使用。[1]

本文介绍的耐高温涂料是以改性有机硅树脂为基料，加入耐高温防锈颜填料、助剂及溶剂组成。该涂料的耐热性能按国标GB/T 1735-1979（1989）进行检验时可达3h/550℃，漆膜不起层、不剥落、无裂纹、无起皱、无粉化、无熔化等缺陷；其耐盐雾性能按GB/T 1771-1991进行检验时可达72h；耐急水冷热性（550℃×1h）按GB/1865进行，可达10次循环无起层、剥落、裂纹、起皱、粉化、熔化等缺陷。

研制出有机硅耐高温防腐蚀涂料也具有优异的施工性能，可达到用户满意的效果。 [2]

1．实验部分

1．1 树脂的选择

市场上品种繁多的有机硅树脂，在性能和品质上有很大区别，需要针对性地进行选择。目前普遍被采用的有机硅树脂种类见表1。

表1 常用有机硅树脂

涂料用氨基树脂是利用所含活性基团作为交联剂与有机硅树脂配制热固化交联型涂料。目前较为普遍采用的是台州新华树脂厂的5386氨基树脂。

选择优良的环氧树脂如江苏三木集团化工厂的601C环氧可与氨基树脂交联，使漆膜获得良好的机械性能，优良的附着力和粘连性，优良的耐碱性、耐热性及耐光性等。

1．2 颜填料及其它材料的选择

选用的颜料有黑色：炭黑、石墨粉、高温铁黑等；防锈颜料：三聚磷酸铝等；体质颜料：滑石粉、高岭土、云母粉等。

另外，在实验配方中选用了广州深蓝贸易公司的SD-1有机膨润土，其它助剂B。

使用BYK-163解决了有机硅涂料的润湿分散性，附着力促进剂，采用了AHP-100。

1．3 涂料的制备与施工

1．3．1 制备步骤

A组分的制备：将SD-1有机膨润土用二甲苯稀释至体积膨胀完全。

B组分的制备：将75％601C环氧树脂与5386氨基树脂完全混合。

C组分的制备：将有机硅树脂、颜填料、流平剂、溶剂按规定量加入研磨机中，研磨至细度30μm左右。

将A、B组分加入C中，继续研磨分散5～10min即可，过滤密封包装。

1．3．2 施工方法

取有机硅耐高温涂料，用稀释剂调节粘度至16～18秒，即可采用常规空气喷涂方法施工。被涂工件表面必须打磨干净，施工现场通风要好，涂膜经流水线固化成膜条件为180℃/30min。

2 性能检测

按照国家标准GB/T 1735-89、GB/T 1865-97、GB/T 1771-91分别对有机硅耐高温涂料的耐高温性能、耐急水冷热性能、耐腐蚀性能进行了检测，其结果完全符合国家规定的标准。

3 结果与讨论

3．1 有机硅树脂的影响

以甲基单体和苯基单体制备的有机硅树脂，其甲基含量高的树脂性能具有好的柔韧性、耐电弧性、憎水性、保光性，并且有好的高温时失重小、耐冲击性能、耐化学药品性、固化速度及对紫外光线的稳定性。

苯基含量高的有机硅树脂性能具有好的热稳定性、坚韧性、热塑性大、耐空气中氧的氧化作用的稳定性好，在热老化时能长期保持柔韧性，在室温下溶剂挥发后能表面干燥，对有机溶剂的抵抗力弱，与普通有机树脂相容性好和储存稳定性好[3]。

比较实验中的几种有机硅树脂可以看出FJN-9801、FJN-9802、 FJNH-系列、YN-W340、YN-W303性能差别不大，而HK46、Ren60、Ren80其热稳定性较差。

3．2 颜填料对涂膜的影响

防锈颜填料分物理防锈和化学防锈两类。目前，涂料中常用的物理防锈颜料以铁红、云母氧化铁为主。这些片状结构物料的加入能增加漆膜的致密性，降低腐蚀介质的渗透率，对腐蚀性介质起着屏蔽作用。化学颜料主要有铅系颜料及铬酸盐、磷酸盐颜料，由于环保要求，现在一般不选用前两种。填料多选用云母、石墨、沉淀硫酸钡、轻质碳酸钙、滑石粉等。

根据颜填料自身特点和多年研制涂料的实践，选择了常用且质量性能稳定的颜填料品种，用正交试验首先进行颜填料品种的筛选，再用正交程序设计配方，确定其用量和比例。

3．3 溶剂系的影响

有机硅树脂可溶于酯类、芳烃、醇、酮类等，不溶于200＃溶剂汽油。虽然酯类、酮类是良溶剂，但为降低造价，一般使用芳烃类溶剂。常用的芳烃溶剂为甲苯、二甲苯，苯因毒性过大，已不使用。以二甲苯为主体，配合部分醇类和酯类按一定的比例作为混合溶剂。根据施工季节温度的不同，稀释剂的比例可在二甲苯:异丁醇:CAC为2: 1:1至1.5: 1:1调整，在保持溶解性能的情况下，调整挥发速率。

3．4 助剂的影响

3．4．1 膨润土的影响

膨润土的添加可以使涂料在储存过程中增稠，防止已分散的颜料沉降，并且会使涂料产生触变性粘度，在施工条件下，使涂料粘度变小易于流平，而涂膜达到流平后又能恢复到原始粘度，防止流挂。一般添加量为涂料总量的0.4％～1.0％，先制成10％含量的预凝胶，于拌后加入研磨料中一起研磨。

预凝胶的制法：将10％的膨润土加入到85％的非极性溶剂中（一般选用二甲苯），搅拌分散均匀后再加入5％的工业醇类，高速搅拌，使之完全分散活化后使用。

3．4．2 流平剂的影响

流平剂BYK-163适用于溶剂型涂料，可以改善涂膜的流平性，提高光泽，防止缩孔、鱼眼、橘皮等现象的产生，并可提高漆膜的抗划伤性能，赋予底材很好的润湿性能，尤其在有机硅高温涂料中效果更佳。一般添加量为0.5％～2.0％，可在涂料生产的任何阶段加入。

3．4．3 附着力改进剂的影响

AHP-100为树脂类附着力改进剂，它与一般树脂有较好的混溶性，又与底材结合力好，并且助剂本身又在涂膜中通过互溶、缠绕等作用与涂膜结合在一起，提高附着力。经过多次实验证明，添加2％的AHP-100即可有效地增进涂料的附着力。

4 涂料配方及涂料性能

4.1 涂料配方

通过对树脂、颜料、助剂及溶剂的选择和配方调整实验，确定了有机硅耐高温涂料配方见表2。

表2 有机硅耐高温涂料配方

4.2 涂料性能

将有机硅耐高温耐腐蚀涂料，按HG/T3361-1987《W61-34草绿有机硅耐热漆》标准进行检测，耐热性能其检测结果如表3所示。

表3 有机硅耐高温耐腐蚀涂料技术性能

由表3可知，耐高温防腐蚀涂料的各项性能达到国家有机硅耐热涂料的标准，耐高温性能优良[5]。

5 结 论

经过几年的实践应用，改性有机硅耐高温防腐蚀涂料涂层具有优良的耐热和防腐蚀性能。理化指标达到产品和涂装设计要求，是一种极有应用前景的涂料品种。它主要用于发动机、排气管及其他高温作业下设备的耐热、防腐涂料，具有明显的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 曾凡辉，等．铁路机车用环氧底漆耐盐雾性能的改进．现代涂料与涂装，2005（02）

[2] 曹京宜．改性高氯乙烯防锈涂料的配制．现代涂料与涂装，2005（01）

[3] 郭淑静，等．国内外涂料助剂品种手册．北京：化学工业出版社

[4] 钱逢麟．涂料助剂．北京：化学工业出版社

[5] 中化化工标准化研究所．化学工业标准汇编．北京：中国标准出版社