標簽： 耐熱
有機硅樹脂在耐熱型粉末涂料中的應用
隨著涂料工業的發展，粉末涂料在金屬底材的涂裝方面已經得到了廣泛的應用，近年來，抗菌型、高耐磨型、耐熱型等功能性產品的開發與應用成為粉末涂料的發展方向。耐熱性粉末涂料是指能長期經受200℃以上溫度，涂膜良好，并能使被保護對象在高溫環境中正常發揮作用的粉末涂料。從聚合物熱穩定性機理來講，聚合物的耐熱性主要取決于其分子結構。通過在主鏈上引入較大或較多的極性側基，增加分子間相互作用力等方法，可提高聚合物的熱穩定性。提高粉末涂料耐熱性能的另一途徑是在聚合物中加入耐熱的顏料和填料。常用的顏填料有鋁粉、云母粉、不銹鋼粉、鎘粉、二氧化硅等。 1試驗部分 1．1涂膜的制備按照配方制備粉末涂料，混合粉碎，雙螺桿擠出機擠出，壓片、粉碎、過篩(180目)，靜電噴涂到經噴砂處理的鋼板底材上，200℃/20min固化。 1．2性能測試耐熱性能：300℃烘箱：耐沖擊性：GB1732-79：光澤度:GB1743-79。2結果與討論2．1樹脂的耐熱性樹脂作為涂料的主要成膜物質是決定涂層耐熱性的最基本因素，通常的樹脂產品耐熱指標見表1。粉末涂料一般在180~200℃，20min的條件下固化成膜，屬于熱固性涂料，其涂層形成網狀交聯結構，所以較熱塑性涂料的耐熱性能有一定的提高。通過對環氧型、環氧聚酯混合型、聚酯／TGIC型等粉末涂料的耐熱試驗表明，這些涂層基本都能夠在低于150℃的條件下長期使用，但是在高于250℃的環境中，涂層則表現出失光、附著力下降、涂層脆化、柔韌性降低、粉化等破壞現象，使得涂層失去對底材的保護作用。200℃下粉末涂料耐熱性能試驗結果表明，現有的通用型產品在以下幾個方面存在缺陷：①涂層表面嚴重失光：②涂層機械性能明顯變差：③涂層的柔韌性明顯下降：④涂層的連續使用時間基本上都小于30h。目前應用最為廣泛的耐熱樹脂主要有有機硅樹脂和氟樹脂。有機硅樹脂以硅氧鍵(-Si-O-)為主鏈，由于其鍵能高，因而具有高的氧化穩定性，并且有機硅樹脂能夠在涂層表面生成穩定鏈-Si-O-Si-的保護層，減輕了對聚合物內部的影響，有機硅樹脂在耐熱涂料中具有廣泛的應用．但是單獨使用有機硅樹脂由于其分子間作用力小附著力差而且價格過高。依據初步試驗結果采用添加適量的有機硅樹脂的方法改性環氧樹脂，達到既保證一定的耐熱性能又滿足市場需求的目的。選用的2種有機硅樹脂均為含羥基官能團的樹脂，Si／Epoxy采用0．1、0．32個比例進仃試驗。有機‘硅改性環氧‘剛9耐熱性能比較實驗(300℃)備注：配方1為空白試驗；配方2、3分別添加0.1，0.3的有機硅樹脂；配方4、5分別添加0.1，0.3的有機硅樹脂2通過對有機硅樹脂在不同體系中的應用可以看出，有機硅樹脂的加入明顯地提高了涂層的耐熱性能。通過連續烘烤破壞試驗證明，涂層的耐熱時間由原來的10h以上延長到了100h以上，另一方面，涂層的柔韌性也得到明顯改善，在連續9h的使用過程中能保持相當的柔韌性。2種不同的有機硅樹脂用量不同其性能也不同。當有機硅樹脂占總量的0．1時，涂層的柔韌性能有顯著改善，但是其耐熱時間仍然較低，約為50h。但當其比例增加到0．3時，涂層的使用壽命可以超過100h。這說明有機硅含量的增加使得其與環氧樹脂接枝比例增加，使得涂層在高溫環境中能夠保持良好的性能。有機硅樹脂1和2性能差別不大，有機硅樹脂1在改善涂層的柔韌性方面較樹脂2有優勢，但其對于涂層高溫烘烤后的表面硬度有負面影響：而樹脂2則在涂層表面硬度方面優于樹脂1。 3選擇耐熱顏填料的試驗 3．1耐熱體質填料耐熱填料的選用也將直接影響到涂層的使用壽命，選用市場上較為常用的體質填料，進行一系列的實驗。在所有試用過的填料中，烘烤前涂層的耐沖擊性由好到差依次為：硅灰石、云母粉、高嶺土，硅線石，石英。烘烤后則為：云母粉最好，其余相差無幾?？梢钥闯?，云母粉作為耐熱填料較好，選用徑厚比>80的細鱗片狀結構，在涂層中能夠形成良好的層間結構，從而有效的阻止氧的滲入，減緩涂層樹脂基料的老化，達到延長涂層壽命的保護作用。其他的填料如硫酸鋇、高嶺土等由于是球狀外形，所以在高溫環境中氧氣容易滲透，使得涂層內部樹脂受到氧化破壞，從而降低涂層的附著力。 3．2耐熱顏料普通的有機顏料在高于200℃的使用環境中，會發生變色甚至分解，因此在耐熱型粉末涂料中只能選用無機顏料，如氧化鐵、石墨、炭黑等，通過實驗，綜合抗變色性、涂層機械性能等各種因素，氧化鐵類以及石墨是最佳的黑色顏料，不僅具有良好的抗高溫變色性，而且也不影響涂層的機械性能，其用量較大(可以占到樹脂總量的5％~20%)。在耐熱型粉末涂料中顏填料的總量對于涂層的耐熱性能有較為明顯的影響，一般填料越多涂層耐熱性能越好，但是涂層的機械性能變差，通過實驗最終確定其最佳的用量范圍為60％～100％之間(與樹脂總量的比)。耐熱體質填料
