高温漆有机硅树脂的作用

高温漆国内的有机硅树脂品种繁多,但大多数需要高温固化。为此,本研究中选用了聚甲基树脂。
实际上,树脂中还存在许多支链结构,并还保留着一部分羟基封端头。由于树脂中(R:SI)的值较小,官能度大,甲基的空间位阻又小,使得C2H5O容易水易成HO,然而HO极易缩合成体型结构。因此,该树脂具有低温快干的特点,能充分满足许多大型设备不能烘烤固化的要求。
高温漆充分固化后的涂膜中,不含极性取代基,且形成立体网状结构,故耐化学品侵蚀的性能优良。但是,由于分子间作用力较弱,而且有效交联密度不如其它有机树脂强。然而,由于硅树脂中特殊的R-SI-O-SI-R结构,使涂膜耐高温性能优异。不仅如此,随着温度的升高,冷膜固化更完全,高温下具有较高的强度。不同温度下涂层的结构变化可用红外光谱表征。
试剂
浓度,%
温度,℃
浸泡时间,h
漆膜外观
盐酸
10
35
216
无明显变化
硫酸
30
35
312
无明显变化
硝酸
30
35
216
无明显变化
磷酸
30
35
1080
无明显变化
氨水
 
35
24
无明显变化
氢氧化钠
20
35
1080
无明显变化
过氧化氢
30
35
1080
无明显变化
人造海水
 
35
1080
无明显变化
氯仿
 
35
1080
无明显变化
丙酮
 
35
1080
无明显变化
二甲苯
 
35
1080
无明显变化
吡啶
 
35
1080
无明显变化
醋本丁酯
 
35
1080
无明显变化
高温漆常温固化后的涂膜,存在 大量的有机基团,由于聚甲基硅树脂结构中的C2H5O基团水解成HO-,但是常温固化不足以使-OH全部缔合,图中其波数为950~810cm处的单宽吸收峰为SI-OH基团,同时树脂结构中的一CH2一分别为2966.8cm-1和2918.2cm-1,还有大量的峰值为1034.5cm-1-SI-O-SI的结构;在1629.9cm-1处是由颜料引入的结晶水;在3435.cm-1的单宽峰是由偶联剂引入的SI-NH2基团。经过500℃2h的烘烤后,涂膜中的-CH基团和-CH2-基团已分解成CO2和H2O,其峰也随之消失。
这样,在有机基与硅氧烷的断裂处便形成活性中心,该中心能进一步与硅酸盐骨料和氧化物起作用。800℃烘烤2小时后,很明显-OH已经完全缔合,涂层中含有大量的-SI-O-SI并且它起主要的粘结作用。这种物理化学反应的结果使聚有机硅氧烷和无机骨料结合起来,从而例证了该少料有优异的耐热、耐磨、耐腐蚀性能。同时,偶联剂引入的SINH2仍未分解,说明该偶联剂的高温性能优异,可以提高涂料的耐温性。
高温漆通过正交试验优选出耐高温防腐有机硅涂料的优异配方。该涂料具有附着力好、耐高温、耐磨及耐腐蚀性能优良等特点,而且配制容易、施工方便,可常温固化。根据不同客户的要求和设备的情况,可采用喷涂、刷涂等工艺涂覆在金属基体上,无毒、无害、原料价格低廉、易于获得。可用于大多数要求耐高温及腐蚀的设备上,也可用于常温或水下设备。

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