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有机硅耐高温防腐涂料研究概况

发布时间:2018/07/31 硅胶解决方案 浏览次数:315

有机耐高温防腐蚀涂料中包括:有机硅、有机氟、有机钛等几大类,但应用最为广泛,性能最为优越的主要是有机硅耐高温防腐涂料。
近年来,有机硅高聚物以其优异的密封性、耐热性和耐候性,已成为耐高温涂料基体研究和应用的首选。1937年美国人J.F.海德首先制成浸涂电绝缘用玻璃布的有机硅树脂。1943年美国D-Coming公司建成甲基苯基硅树脂中间试验工厂, 1945年实现了工业化生产。有机硅树脂的工业生产通常以甲基三氯硅烷、苯基三氯硅烷等为主要原料。为了降低树脂的脆性、硬度,提高树脂粘着性,可加入二甲基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷等二官能度单体。上述单体在溶剂中水解、缩聚,洗除副产物氯化氢,得到尚含少量硅羟基的树脂液。使用时要加入少量如环烷酸钴等催化剂,使树脂进一步缩聚完全,得到交联的三维网状固化树脂。
有机硅树脂主要研究方向为纯有机硅树脂和改性有机硅树脂。在纯有机硅方面,为进—步提高树脂的耐热性和耐老化性,常常在-Si-O-结构中引入B、Ti、Al等其它元素构成聚元素有机硅氧烷,或者将有机基聚硅烷转向梯形有机硅聚合物,纯有机硅能耐较高的温度,但需高温烘干(150〜250°C),固化时间长,附着力较差,冷热交替环境下,一定时间后防腐涂层出现裂纹、甚至脱落。采用树脂改性有机硅可以得到性能优良的涂层。国内外许多学者对聚氨酯、丙烯酸、醇酸及环氧改性有机硅树脂进行了大量研究,而其中尤以环氧改性最为成功。
环氧改性后的有机硅树脂兼有环氧树脂和聚硅氧烷的优点,附着力、耐介质、耐水和耐大气老化性能均良好,并且可以用胺类固化剂固化,大大减低了有机硅树脂的固化温度,甚至可以室温固化,在200°C以下可以长期使用。但普通环氧改性有机硅耐受温度不高,在500-600℃不能长期使用,必须采取措施提高环氧改性有机硅耐受温度,才可能用于更高的涂装系统。
有机硅树脂有优良的耐高温性能和突出的介电性。它有优良的耐电晕、耐电弧性,介质损耗角正切值低,这些是其他合成树脂所不及的。有机硅树脂可制作耐180℃的电动机绝缘材料,如玻璃漆布、玻璃布层压板、 云母带、浸渍漆、磁漆等。后两者添加铝粉后可配成长期使用耐500°C、瞬时使用 耐1000°C的高温涂料,用于涂装喷气发动机尾喷管、金属烟囱等。以玻璃纤维或石棉补强制成的模塑料,可用作制造耐强电流、高电压的耐电弧开关的材料。

以甲基三烷氧基硅烷制得的有机硅树脂(俗称有机硅玻璃树脂),可用以处理纸、塑料、金属表面,使其有良好的亮度和耐磨性。有机硅树脂经改性(如用醇酸树脂等)后可用作耐候性良好的室外用涂料。由于硅氧键的键能高达443.1KJ·mol-1,用作涂料具有耐高温性能。

单纯有机硅树脂耐热可达250℃,但存在机械强度、附着力和耐溶剂性较差等问题,尤其是固化成膜温度太高,一般在200°C以上烘烤,从而限制其应用。采用机械性能好、附着力强的环氧树脂对其进行改性,可极大提高涂料的耐高温性能和涂层的耐久性,并可实现常温固化。合适的颜料、填料的加入,可大幅提高涂层的耐热性。硅树脂最终加工制品的性能取决于所含有机基团的数量(即R与Si的比值)。此外,硅树脂是一种热固性的塑料,它最突出的性能之一是优异的热氧化稳定性。250°C加热24小时后,硅树脂失重仅为2〜8%。
硅树脂另一突出的性能是优异的电绝缘性能,它在宽的温度和频率范围内均能保持其良好的绝缘性能。一般硅树脂的电击穿强度为50千伏/毫米,体积电阻率为1013〜 1015欧姆/厘米,介电常数为3,介电损耗角正切值在10〜30左右。此外,硅树脂还 具有卓越的耐潮、防水、防锈、耐寒、耐臭氧和耐候性能,对绝大多数含水的化学试剂如稀矿物酸的耐腐蚀性能良好,但耐溶剂的性能较差。

鉴于上述特性,有机硅树脂主要作为绝缘漆(包括清漆、瓷漆、色漆、浸渍漆等)浸渍H级电机及变压器线圈,以及用来浸渍玻璃布、玻布丝及石棉布后制成电机套管、电器绝缘绕组等。用有机硅绝缘漆粘结云母可制得大面积云母片绝缘材料,用作高压电机的主绝缘。此外,硅树脂还可用作耐热、耐候的防腐涂料,金属保护涂料,建筑工程防水防潮涂料,脱模剂,粘合剂以及二次加工成有机硅塑料,用于电子、电气和国防工业上,作为半导体封装材料和电子、电器零部件的绝缘材料等。

以上内容源自中国有机硅论坛

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