低成本有机硅改性耐高温涂料的研制
0.前言
虽然有机硅树脂有很多特性，但也有不少缺点：一般均需高温固化（150~200℃）、固化时间长、大面积施工不方便、对底层的附着力差、耐有机溶剂性差、温度较高时漆膜的机械强度不好，价格较贵等。因此，常用其他有机树脂对有机硅树脂进行改性，弥补有机硅树脂的缺点，使之更适合于涂料应用的需要。本文主要介绍了在配方中拼入丙烯酸树脂和氨基树脂制成耐高温涂料，既可降低成本，又可在保证耐高温性能的基础上提高有机硅涂料的附着力、耐有机溶剂性和机械性能等。该涂料广泛应用于高温场所，诸如钢铁烟囱、高温管道、高温炉、石油裂解装置、高温反应设备以及军工设备等的表面装饰以防止钢铁等金属在高温下的热氧化腐蚀，确保设备的长期使用。
1.实验部分
1.1实验用原材料
树脂：BS962热固性丙烯酸、582-2氨基树脂、W301有机硅树脂、W340有机硅树脂，国产；助剂：5500消泡剂、F40流平剂、SD-1有机膨润土、602分散剂、BFK-A附着力促进剂、F963通用分散剂、5450抗划伤助剂，进口；颜料及填料：H130M氧化铁红、滑石粉，1500目，国产；溶剂：二甲苯、甲苯、100#重芳烃、醋酸丁酯、乙二醇丁醚，国产。
1.2半成品的制备
1.2.1半成品光油的制备
工艺：先将树脂按表1比例加入缸中，分散均匀之后，再依次加入流平剂、消泡剂，搅拌分散均匀，过滤、包装、备用。
1.2.2色浆的制备
工艺：先将乙二醇丁醚投入缸中，然后加入分散剂、膨润土搅拌均匀，再加入树脂搅拌均匀，最后加入氧化铁红，高速分散之后上砂磨机研磨，至细度15μm以下，包装、备用。
1.2.3填料浆的制备
工艺：先将二甲苯投入缸中，然后加入分散剂、膨润土搅拌均匀，再加入树脂搅拌均匀，最后加入滑石粉，高速分散之后上砂磨机研磨，至细度15μm以下，包装、备用。
1.3耐高温涂料的制备
工艺：先将半成品光油投入缸中，加入氧化铁红色浆、填料浆搅拌均匀，再加入助剂高速搅拌均匀，最后用醋酸丁酯调整涂料的粘度，过滤、包装、备用。
1.4耐高温涂料稀释剂的制备
1.5耐高温涂料的施工
先将底材进行除锈、除油等前处理，然后用稀释剂调整耐高温涂料的粘度至16~24s（涂-4杯），用空气喷涂法进行喷涂，膜厚约为30~40μm，喷好后将工件放入烘箱中于180℃烘烤30min即可。
1.6耐高温涂料的性能检测
1.6.1常规性能检测及结果
耐高温涂料的基本性能检测结果，从中可以看出：该产品遮盖力好、附着力好、硬度高、柔韧性优异。
1.6.2耐化学腐蚀性和耐高温性检测及结果
将耐高温涂料涂膜样板在标准条件下干燥7d后，放入高温炉中进行耐高温性能检测。同时，在5%NaOH溶液、5%H2SO4溶液和（50±10）g/LNaCl溶液中对其耐腐蚀性能进行检测。使用本涂料所制备的漆膜具有良好的耐蚀性和优异的耐高温性。
2.结果与讨论
2.1成膜物的选择
有机硅树脂稳定性好、憎水性和保光性佳，高温失重小，耐化学药品性和耐电弧性及对紫外光稳定性好。但其单独使用一是价格太贵、涂料成本高，二是涂膜太软。拼入部分热固性丙烯酸树脂和氨基树脂既可降低成本，又可通过有机硅树脂中的羟基或烷氧基与这些树脂中的羟基反应，增加树脂间的相容性，可大大改进涂料的各项性能。实验中采用B962热固性丙烯酸树脂、582-2氨基树脂与W301、W340有机硅树脂搭配使用，其涂膜可长期耐250℃而不起泡，不脱落，轻微变色，达到很好的耐高温效果。
2.2颜填料的选择
本试验采用氧化铁红、滑石粉搭配的颜色体系。因为氧化铁红结构紧密，能增加涂膜的致密性，降低腐蚀介质的渗透率，对腐蚀性介质起着屏蔽作用，并且其耐温性能也比较优异。而滑石粉稳定性很好，可耐900℃高温，不溶于水、有机溶剂、冷酸和冷碱，密度合适，易于分散，价格便宜，适合做耐高温涂料。
2.3助剂的选择
加入分散剂可以提高分散效果，提高色浆填料的稳定性，其加量控制在配方量的1%~2%为宜。膨润土的添加可以使涂料在储存过程中增稠，防止已分散的颜填料沉降，并且会使涂料产生触变性，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%。加入0.1%~0.5%的消泡剂可以有效消除半成品光油在生产及施工时产生的气泡，使涂膜光滑平整。加入流平剂和抗划伤剂可以改善涂膜的流平性，提高光泽，防止缩孔、鱼眼、桔皮等现象的产生，并可提高涂膜的抗划伤性能，赋予底材很好的润湿性能，尤其是在有机硅耐高温涂料中效果更佳，一般添加量为0.1%~0.5%，它可在涂料生产的任何阶段加入。BFK-A附着力促进剂与一般树脂有较好的混溶性，又与底材结合好，并且助剂本身在涂膜中通过互溶、缠绕等作用与涂膜结合在一起，提高附着力。实验证明：其2%的添加量即可有效地增进耐高温涂料的附着力。
2.4稀释剂的影响
稀释剂对涂料的施工性，涂膜的流平及光泽有很大影响。若稀释剂溶解力差，涂料在施工时容易出现拉丝（从喷枪口到样板之间拉出一条条丝状物）或干喷问题。因此选择不同沸点或挥发速度的溶剂搭配，并根据环境温度调整适宜的干速，进一步保证涂膜的质量。
3.结语
经过几年的实践应用，低成本有机硅改性耐高温涂料，其涂层具有优良的耐热和防腐蚀性能，理化指标优异，具有较高的性价比和广阔的市场前景，主要应用于高温作业下设备的耐热、防腐，有明显的经济效益和社会效益。
