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《常溫固化有機(jī)硅聚氨酯耐高溫涂料的制備及性能研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、常溫固化有機(jī)硅聚氨酯耐高溫涂料的制備及性能研究有機(jī)硅耐高溫涂料作為特種功能涂料之一，在現(xiàn)代化工、軍事、航天領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用。純硅樹脂清漆一般可長期耐200°C高溫，主要用作絕緣漆和層壓材料耐高溫黏合劑，加入顏填料等可配制成耐高溫色漆，耐熱溫度在200?1000°C,但一般需在180?250°C高溫固化，這一特點(diǎn)使其不便于大面積施工，限制了在人型設(shè)備上的使用［1,2］。因此，如何實(shí)現(xiàn)常溫固化，是該領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)，同時，對于節(jié)能減排也具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。目前，實(shí)現(xiàn)常溫固化主要通過2種途徑：①物理共混。郭旭等［3］通過將聚甲基丙烯酸丁酯與有機(jī)硅樹脂共混，實(shí)現(xiàn)了室溫固化。
2、②化學(xué)改性，即在有機(jī)硅分子中引入其它化學(xué)基團(tuán)或分子鏈。當(dāng)前研究最多的是環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂［4-7］，進(jìn)而通過加入固化劑實(shí)現(xiàn)常溫同化。固化劑主要有胺類（聚酰胺）［4,5］、聚氨酯［6,7］和硅氮低聚物［8］。本文提出了實(shí)現(xiàn)冇機(jī)硅耐高溫涂料常溫固化的簡單方法，即無需對有機(jī)硅樹脂進(jìn)行改性，而是將純有機(jī)硅樹脂作為含羥基組分，加入耐熱顏填料，直接選用聚氨酯固化劑，制備出了常溫固化的有機(jī)硅/聚氨酯耐高溫涂料。2試驗(yàn)2.1材料甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷：上海華潤化工公司；苯基三乙氧基硅烷：大連元永化工公司；二氧化鈦：HR990,上海鴻運(yùn)源化工有限公司；石英粉、云母粉：4
3、00i,常州市巨龍粉體化學(xué)有限公司；三氧化二銻：AR,上海市四赫維化工有限公司；鋁粉：工業(yè)品，南京鑫寶漆業(yè)有限公司；空心玻璃粉：工業(yè)品，山東德潤機(jī)電設(shè)備制造有限公司；685甲固化劑（多異氰酸酯）：江蘇三木集團(tuán)；溶劑二甲苯：揚(yáng)子石化。2.2儀器集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，鄭州長城科工貿(mào)有限公司；BRUKER-VETERX70IR德國布魯克公司；SEM-505掃描電子顯微鏡，飛利浦公司；QGZ-A直線型漆膜干燥時間測試儀、QCJ型漆膜沖擊器、QFH-A型漆膜劃格器、QZM-1型錐形磨、QBY-II型擺桿式漆膜硬度計(jì)，天津市精科材料試驗(yàn)機(jī)廠。3有機(jī)硅樹脂的合成與表征[9]在
4、裝有冷凝管、滴液漏斗和攪拌器的三門燒瓶屮按配比加入硅氧烷和催化劑，攪拌并升溫至65°C,保持溫度恒定，開始滴加蒸餾水，滴完后再恒溫反應(yīng)3_驗(yàn)的基礎(chǔ)上，得到最佳配方：甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和苯基三乙氧基硅烷分別為0.32mol,0.20mol和0.48mol,H20的用量為2.8mol,催化齊UHCI用量為0.004mol。冇機(jī)硅樹脂的紅外光譜見圖1。圖1中830?910cm-1為Si—OH中Si—0伸縮振動峰，1000?1130cm-1為強(qiáng)而寬的Si—O—Si伸縮振動峰，3200?3390cm-1為強(qiáng)而寬的一OH伸縮振動峰。樹脂中大量軽基基團(tuán)的存在，為
5、進(jìn)一步與固化劑（多異氰酸酯）發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)奠定了基礎(chǔ)。4耐高溫涂料的制備4.1配方設(shè)計(jì)顏填料主要賦予漆膜一定的顏色和遮蓋力，以增加涂層的厚度、提高漆膜的耐磨和耐熱等性能。由于欽G粉的熔點(diǎn)高達(dá)1830°C,熱穩(wěn)定性良好，且金紅石型欽白粉比銳欽型致密、穩(wěn)定，故選用金紅石型欽白粉；云母粉、石英粉、三氧化二銻作為主要的填料，其作用是提高涂膜的耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度及隔熱等性能；鋁粉有助于提高涂料的耐高溫性能；空心玻璃粉不僅具有較高的耐熱性，而且具有優(yōu)異的隔熱性。本試驗(yàn)設(shè)計(jì)的配方見表1。表1涂料配方g配方1選用鈦白粉、云母粉、石英粉、三氧化二銻為顏填料，配方2選用空心玻璃粉和鋁粉為顏
6、填料，配方3是較全面的配方。研宄不同顏填料組成對涂料性能的影響，確定最佳配方。4.2制備工藝根據(jù)配方比例稱取有機(jī)硅樹脂、顏填料和適量的二甲苯，充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后用錐形磨研磨，細(xì)度控制在40Um以下，過濾。進(jìn)行涂膜性能測試時，按比例加入固化劑，調(diào)節(jié)黏度，噴涂在鋼板上。4.3顏填料對涂膜性能的影響顏填料對涂膜性能的影響見表2。表2涂膜的性能從表2可以看出，3種配方均具有較好的耐高溫性(700°C/lh)，且干燥時間基本一致。配方1選用鈦白粉、云母粉、石英粉、三氧化二銻為顏填料，漆膜硬度較高，同時沖擊強(qiáng)度較差，這與云母粉和石英粉用量略高有關(guān)；配方2選用空心玻璃粉和鋁粉為顏
7、填料，硬度略有下降，同時附著力明顯較差，這可能與空心玻璃粉和鋁粉的粒徑較大，堆集成膜時不致密有關(guān)；而配方3在硬度、附著力和沖擊強(qiáng)度方面均比較理想，體現(xiàn)了不同顏填料之間的協(xié)同效應(yīng)對涂膜的影響。因此，配方3可以制得最佳性能的耐高溫涂料。4.4固化劑對涂膜性能的影響試驗(yàn)所用的685甲固化劑多異氰酸酯預(yù)聚物分子上含有2個一NCO基團(tuán)，反應(yīng)活性較大，易與有機(jī)硅樹脂中的羥基反應(yīng)。通過對涂料固化成膜后的性能測試可知，當(dāng)固化劑用量少時，涂膜的固化周期長，并且涂膜的硬度較低，附著力也較低，無法滿足耐高溫要求；而當(dāng)固化劑用量太多時，涂膜較脆。經(jīng)綜合比較，最佳固化劑用量為樹脂總量的2
