CN101130663A - 有机硅耐高温防腐蚀涂料 - Google Patents
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Abstract
有机硅耐高温防腐蚀涂料，它涉及一种涂料。本发明解决了现有涂料需要高温固化、漆膜附着力差、耐蚀性差的问题。本发明的有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比主要由15～40％的有机硅树脂及固化剂、15～60％的耐高温填料、0.01～0.5％的催干剂、0.05～0.5％的添加剂、0.1～5％的偶联剂和1～64％的溶剂组成。本发明与现有的耐高温涂料相比，本发明具有以下有益效果：一、涂装工艺简单：本发明涂料可直接刷涂或喷涂在工件表面上，室温干燥固化即可，无需在高温下固化。二、涂层性能优良；本发明所形成的涂料附着力强，耐蚀性、耐酸性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料。
背景技术
耐高温涂料是指在温度200℃以上，漆膜不变色、不脱落、仍能保持适当的物理机械性能的涂层材料。耐高温涂料广泛地应用于烟囱、高温蒸汽管道、热交换器、高温炉、石油裂解设备、发动机部位及排气管等方面。随着航空、航天、兵器等工业的迅速发展，对特殊部件耐高温性能的需求越来越高，耐高温涂层材料以其大型施工工艺性能良好，不会大幅度脱落等优点，逐渐引起世界各国学者的关注。耐热涂料的种类繁多，但是以有机硅耐热涂料和无机耐热涂料最为常见。其中纯有机硅清漆可耐200-250℃(热失重小于10％)，以有机硅树脂为基料，并加入金属粉、耐热颜填料、玻璃料等配制的涂料可耐300-700℃。对于有机硅耐热涂料的报道很多，如专利CN86104951硅树脂耐热涂料(1988年2月10日公告)中用纯有机硅树脂、改性有机硅树脂、着色颜料、体质颜料、玻璃粉、锌粉、防沉剂、固化剂和溶剂等配制成的耐热涂料，可耐200-600℃高温。专利CN1295102有机硅耐高温涂料(2001年5月16日公告)和CN1560156有机硅耐高温涂料(2005年1月5日公告)中以有机硅树脂、铬铁黑、滑石粉、玻璃粉、石墨粉和二甲苯为原料配制成耐热涂料，其最高耐热温度可达到800℃。
现有的耐高温涂料的耐高温性能虽然较好，但都存在着共同的缺点，即需要高温固化(通常为150-200℃)、漆膜附着力差和耐蚀性较差的缺点。
发明内容
本发明的目的是为解决现有涂料需要高温固化、漆膜附着力差、耐蚀性差的问题，现提供一种有机硅耐高温防腐蚀涂料。有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比主要由15～40％的有机硅树脂及固化剂、15～60％的耐高温填料、0.01～0.5％的催干剂、0.05～0.5％的添加剂、0.1～5％的偶联剂和1～64％的溶剂组成。本发明的有机硅耐高温防腐蚀涂料还增加有上述的所有材料总重量5～25％的耐高温颜料，所述的耐高温颜料为不锈钢粉或铬铁黑，不锈钢粉或铬铁黑的粒度为1μm。
与现有的耐高温涂料相比，本发明具有以下有益效果：一、涂装工艺简单。本发明涂料可直接刷涂或喷涂在工件表面上，室温干燥固化即可，无需在高温下固化。二、涂层性能优良。本发明所形成的涂料附着力强，耐蚀性、耐酸性好。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比由15～40％的有机硅树脂及固化剂、15～60％的耐高温填料、0.01～0.5％的催干剂、0.05～0.5％的添加剂、0.1～5％的偶联剂和1～64％的溶剂组成。其中有机硅树脂与固化剂质量比为10～14∶1的混合，所述的有机硅树脂为环氧改性有机硅树脂，所述的固化剂为聚酰胺，聚酰胺为聚酰胺650、聚酰胺651或聚酰胺300#，起固化作用。所述的耐高温填料为玻璃粉、云母粉或滑石粉中的一种或其中几种混合，当耐高温填料为混合物时，各种耐高温填料间可按任意比混合；玻璃粉、云母粉和滑石粉的粒度均小于1μm。所述的催干剂为辛酸盐、锌、钴、镁、铁或环烷酸盐，所述的辛酸盐为辛酸锌、辛酸钴、辛酸镁或辛酸铁中的一种或其中几种混合，几种物质混合时比例任意。所述的环烷酸盐为环烷酸钴、环烷酸镍、环烷酸锰、环烷酸锌、环烷酸钙、环烷酸钾、环烷酸锆或环烷酸钒。所述的添加剂为铬酐、钨酸钾、钼酸钾、钒酸钾、高锰酸钾或重铬酸钾；添加剂的作用是提高涂层耐蚀性及对所服役环境介质的抗性。所述的偶联剂为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚基三甲氧基硅烷。所述的溶剂为二甲苯、醋酸乙酯、正丁醇或环己酮中的一种或其中几种混合；当溶剂为混合物时，各种溶剂间可按任意比混合。
具体实施方式二：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料还增加有具体实施方式一所有材料总重量5～25％的耐高温颜料，所述的耐高温颜料为不锈钢粉或铬铁黑，不锈钢粉或铬铁黑的粒度为1μm。
具体实施方式三：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比由环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的混合物30％、不锈钢粉20％、玻璃粉38％、铬酐0.2％、辛酸锌0.2％、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷2.5％、二甲苯8％，环己酮1.1％组成，其中环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的质量比为12∶1。
具体实施方式四：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比由环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的混合物30％、玻璃粉58％、铬酐0.2％、辛酸锌0.2％、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷2.5％、二甲苯8％，环己酮1.1％组成；其中环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的质量比为12∶1。
具体实施方式五：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比由环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的混合物30％、不锈钢粉20％、滑石粉18％、玻璃粉20％、铬酐0.1％、辛酸锌0.05％、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷0.5％、二甲苯8％，环己酮3.35％组成；其中环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的质量比为12∶1。
具体实施方式六：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比由环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的混合物30％、不锈钢粉20％、滑石粉18％、玻璃粉20％、铬酐0.15％、辛酸镁0.1％、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷2％、二甲苯8％，环己酮1.75％组成；其中环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的质量比为12∶1。
具体实施方式七：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比由环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的混合物30％、不锈钢粉20％、滑石粉18％、玻璃粉20％、铬酐0.15％、环烷酸铁0.1％、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷2％、二甲苯8％，环己酮1.75％组成；其中环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的质量比为12∶1。
具体实施方式八：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比由环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的混合物30％、铬铁黑20％、滑石粉18％、玻璃粉20％、铬酐0.15％、辛酸锌0.1％、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷2％、二甲苯8％，环己酮1.75％组成；其中环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的质量比为12∶1。
具体实施方式九：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比由环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的混合物30％、不锈钢粉20％、滑石粉18％、玻璃粉20％、铬酐0.15％、辛酸锌0.1％、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷2％、二甲苯8％，环己酮1.75％组成；其中环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的质量比为12∶1。
具体实施方式十：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比由环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的混合物30％、不锈钢粉20％、滑石粉18％、玻璃粉20％、辛酸锌0.1％、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷2％、二甲苯8％，环己酮1.9％组成；其中环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的质量比为12∶1。
具体实施方式十一：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比由环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的混合物30％、不锈钢粉20％、滑石粉18％、玻璃粉20％、铬酐0.15％、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷2％、二甲苯8％，环己酮1.85％组成；其中环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的质量比为12∶1。
具体实施方式十二：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比由环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的混合物30％、不锈钢粉20％、滑石粉18％、玻璃粉20％、铬酐0.15％、二甲苯8％，环己酮3.85％组成；其中环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的质量比为12∶1。
具体实施方式十三：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比由环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的混合物30％、不锈钢粉20％、滑石粉18％、玻璃粉20％、铬酐0.2％、辛酸锌0.2％、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷2.5％、二甲苯8％，环己酮1.1％组成。
具体实施方式十四：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比由环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的混合物30％、不锈钢粉20％、滑石粉18％、玻璃粉20％、重铬酸钾0.15％、辛酸锌0.1％、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷2％、二甲苯8％，环己酮1.75％组成；其中环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的质量比为12∶1。
具体实施方式十五：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比由环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的混合物30％、不锈钢粉20％、滑石粉18％、玻璃粉20％、钨酸钾0.15％、辛酸锌0.1％、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷2％、二甲苯8％、环己酮1.75％组成；其中环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的质量比为12∶1。
具体实施方式十六：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比由环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的混合物30％、不锈钢粉20％、滑石粉18％、玻璃粉20％、钼酸钾0.15％、辛酸锌0.1％、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷2％、二甲苯8％，环己酮1.75％组成；其中环氧改性有机硅树脂和聚酰胺的质量比为12∶1。
上述具体实施方式三至具体实施方式十六的测试结果见表1。
从表1中可以看出：
(1)在改性有机硅树脂中加入铬酐、钨酸钾等添加剂后，所得涂层耐蚀性、耐酸性都显著提高。耐酸性从小于50小时提高到大于300小时，耐盐雾性从小于96小时提高到大于1000小时。
(2)在改性有机硅树脂中加入催干剂(辛酸锌)后，干燥固化温度从50～80℃下降到了室温。
(3)在改性有机硅树脂中加入硅偶联剂后，漆膜附着力也显著提高，附着力从3级提高到1级水平。
表1 有机硅耐热涂料技术指标
| 实施方式10 | 室温干燥固化 | 不龟裂、不脱落 | 1 | 小于96小时 | 小于300小时 |
| 实施方式11 | 50～80℃干燥共和固化 | 不龟裂、不脱落 | 1 | 大于300小时 | 大于1000小时 |
| 实施方式12 | 室温干燥固化 | 不龟裂、不脱落 | 3 | 大于300小时 | 大于1000小时 |
| 实施方式13 | 室温干燥固化 | 不龟裂、不脱落 | 1 | 大于300小时 | 大于1000小时 |
| 实施方式14 | 室温干燥固化 | 不龟裂、不脱落 | 1 | 大于300小时 | 大于1000小时 |
| 实施方式15 | 室温干燥固化 | 不龟裂、不脱落 | 1 | 大于300小时 | 大于1000小时 |
| 实施方式16 | 室温干燥固化 | 不龟裂、不脱落 | 1 | 大于300小时 | 大于1000小时 |
注：1.采用标准GB 1735-89 2.采用标准GB 1720-89
3.采用标准GB 1763-89；硫酸：30％(重量比)，温度：30℃。
4.采用标准GB/T 1771-91
具体实施方式十七：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料的配制方法：先将耐高温颜料、填料和添加剂(如，铬酐等)混合，并不断搅拌，再加入催干剂，再不断搅拌，最后加入改性有机硅树脂、偶联剂和固化剂，即配成所述的有机硅耐高温防腐蚀涂料。有机硅耐高温防腐蚀涂料在温度低于300℃时，以有机硅树脂为主要耐高温物质，升高温度后，利用聚有机硅氧烷受热氧化时仅发生侧链有机基的断裂而硅氧主链几乎不被破坏的特点，添加耐高温颜填料，如玻璃粉等，当有机硅树脂受热分解而炭化失去足够的粘结性能时，玻璃陶瓷材料便开始融化，从而接替有机硅树脂，继续起到对颜料和基体金属的黏附成膜作用。添加剂的作用是提高涂层耐蚀性及对所服役环境介质的抗性。
具体实施方式十八：本实施方式的有机硅耐高温防腐蚀涂料的使用方法：使用前，先将工件表面的油污和锈层去除并清洗干净，或采用喷砂处理进行除锈，然后将有机硅耐高温防腐蚀涂料直接刷涂或喷涂在工件表面，在室温条件下自然干燥48小时即可。
Claims (10)
1.一种有机硅耐高温防腐蚀涂料，其特征在于有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比主要由15～40％的有机硅树脂及固化剂、15～60％的耐高温填料、0.01～0.5％的催干剂、0.05～0.5％的添加剂、0.1～5％的偶联剂和1～64％的溶剂组成，其中有机硅树脂与固化剂质量比为10～14∶1的混合。
2.根据权利要求1所述的有机硅耐高温防腐蚀涂料，其特征在于所述的有机硅耐高温防腐蚀涂料按重量百分比还包括权利要求1原料总重量5～25％的耐高温颜料。
3.根据权利要求2所述的有机硅耐高温防腐蚀涂料，其特征在于所述的耐高温颜料为不锈钢粉或铬铁黑，不锈钢粉或铬铁黑的粒度为1μm。
4.根据权利要求1所述的有机硅耐高温防腐蚀涂料，其特征在于所述的有机硅树脂为环氧改性有机硅树脂，所述的固化剂为聚酰胺，聚酰胺为聚酰胺650、聚酰胺651或聚酰胺300#。
5.根据权利要求1所述的有机硅耐高温防腐蚀涂料，其特征在于所述的耐高温填料为玻璃粉、云母粉或滑石粉中的一种或其中几种混合，玻璃粉、云母粉或滑石粉的粒度小于1μm。
6.根据权利要求1所述的有机硅耐高温防腐蚀涂料，其特征在于所述的催干剂为辛酸盐、锌、钴、镁、铁或环烷酸盐。
7.根据权利要求6所述的有机硅耐高温防腐蚀涂料，其特征在于辛酸盐为辛酸锌、辛酸钴、辛酸镁或辛酸铁中的一种或其中几种混合；环烷酸盐为环烷酸钴、环烷酸镍、环烷酸锰、环烷酸锌、环烷酸钙、环烷酸钾、环烷酸锆或环烷酸钒的一种或其中几种混合。
8.根据权利要求1所述的有机硅耐高温防腐蚀涂料，其特征在于所述的添加剂为铬酐、钨酸钾、钼酸钾、钒酸钾、高锰酸钾或重铬酸钾。
9.根据权利要求1所述的有机硅耐高温防腐蚀涂料，其特征在于所述的偶联剂为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚基三甲氧基硅烷。
10.根据权利要求1所述的有机硅耐高温防腐蚀涂料，其特征在于所述的溶剂为二甲苯、醋酸乙酯、正丁醇或环己酮中的一种或其中几种混合。
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