CN113388312B - 高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料及其制备和应用方法 - Google Patents

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Abstract

一种高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料，该涂料选择勃姆石改性环氧树脂、环氧改性有机硅树脂和固化剂作为主要成分，在树脂固化交联过程中逐渐形成陶瓷基树脂，实现了环氧改性有机硅涂料的高硬度和耐磨性，使其同时具有优异的耐油性和耐高温性能。此外，该陶瓷基环氧改性有机硅涂料具有施工简单，无需复杂设备，制成材料成膜性好，并具有较高的附着力。应用本陶瓷基环氧改性有机硅涂料可实现对设备抗划伤保护和腐蚀防护效果，同时该涂层也可广泛应用于烟囱、热管道等设施的高温防护，具有较高的经济效益。

Description

高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料及其制备和应用方法
技术领域
本发明涉及耐高温涂装材料技术领域，具体地说是一种高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料及其制备和应用方法。
背景技术
目前，现有技术中常用的耐高温涂料有两大类：一类为陶瓷涂料，另一类为有机硅涂料。陶瓷涂料利用其无机材料的耐高温性能可适用于1000℃以上的环境，但其施工难度大，不适用于大构件，且维修性能差，因此，适用范围较窄。有机硅涂料大多用于1000℃以下的环境，利用其优异的施工便捷性、耐高温性，经常用于高温烟囱。通常烟囱部位位于大气环境，这就要求有机硅耐高温涂料具有一定的耐防腐性能。环氧树脂是行业内公认的防腐材料，但其耐候性较差，因此，利用环氧树脂改性有机硅既提高了有机硅树脂的防腐性，又解决了环氧树脂的耐候性。
中国专利CN102559048A公开了一种利用合成的环氧改性有机硅树脂制备的环氧改性有机硅绝缘导热耐高温涂料，该发明兼顾了涂料的绝缘、导热和耐高温性能，漆膜附着力1级，硬度5H，250℃下24h漆膜无明显变化，能广泛应用于各种工业设备以及家用电器。但从其公开的内容可知，该专利制备的环氧改性有机硅树脂采用环氧和有机硅树脂质量比为1:1。众所周知，环氧有机硅树脂若直接加热固化其硬度很难达到4H以上，若用固化剂固化，虽然硬度能够达到要求，但其在250℃下使用24h就会出现黄变现象。因此，该专利提供的漆膜在高温固化后势必会存在发黄、老化的状况，相应的应用性能无法保证。
同时，目前我国舰载机发动机控制***采用的高温防护涂层材料为常规的环氧改性有机硅涂料，其硬度较低，在储运和安装过程中：表面容易划伤和磕碰损坏，频繁的维修工作严重限制了我国武器装备的战斗力。
因此，如何设计并开发一种施工方便、附着力强、具有耐高温防腐功能，且抗划伤效果好，综合性能优异的耐高温涂料，对于发动机控制箱、烟囱、热管道等特殊服役环境下使用设施的高温防护来说实为必要。
发明内容
本发明的技术目的为：利用勃姆石改性环氧树脂和环氧有机硅树脂作为基料参与固化反应，制备一种高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料，使其具有施工便捷、耐高温防腐、抗划伤、防护期效长，可有效降低维修成本，美化涂装效果，延长装备设施服役寿命等优异性能。
本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料，该涂料按照重量份数，由以下组分构成：基体树脂混配物15-50份、溶剂10-40份、颜填料1-10份、功能填料20-60份、功能助剂0.1-3份和固化剂1-10份；其中，基体树脂混配物由质量比为（1~3）：1的勃姆石改性环氧树脂溶液和环氧改性有机硅树脂构成。
优选的，所述的勃姆石改性环氧树脂为纳米勃姆石改性E44环氧树脂和纳米勃姆石改性E20环氧树脂中一种或两种。
优选的，所述的环氧改性有机硅树脂中环氧树脂的质量占比为60%或30%。
优选的，所述的溶剂为二甲苯和甲苯中的一种或两种。
优选的，所述的颜填料为铜铬黑、氮化硼中的至少一种。
优选的，所述的功能填料为氧化铝、三聚磷酸铝和纳米银中的至少一种。
优选的，所述的功能助剂为BYK-110、BYK-320、气相二氧化硅和有机膨润土中的至少两种。
优选的，所述的固化剂为硅烷改性胺类固化剂和端氨基硅烷偶联剂中的一种或两种。
高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、勃姆石改性环氧树脂溶液的制备
（1）按照1g/（1.5-3）ml的比例，分别取环氧树脂和预先经脱水处理的二甲苯溶剂进行充分混匀，制得环氧树脂稀释料，备用；
（2）按照异氰酸酯与环氧树脂为1mol/（16-25）g的比例，取异氰酸酯加入到步骤（1）制得的环氧树脂稀释料中，在不断搅拌条件下，于110-130℃温度环境中进行聚合反应3~4h，之后，对所得反应产物进行升温去除溶剂处理，制得环氧预聚物，备用；
（3）按照1g/（8-15）ml的比例，分别取勃姆石和二甲苯溶剂进行混合，经超声分散处理后，制得勃姆石乳浊液，之后，向该勃姆石乳浊液中加入无水氯化钙，于70-100℃条件下进行脱水处理1.5-2.5h，然后，过滤去除滤渣，制得勃姆石分散液，备用；
（4）按照质量比为（4-5）：（25-30）的比例，分别称取步骤（3）制得的勃姆石分散液和步骤（2）制得的环氧预聚物，之后，将称取的环氧预聚物置于反应器中，并向其中滴加勃姆石分散液，在不断搅拌条件下，控制反应器升温至120-150℃进行反应4~6h，自然冷却至室温后，采用水和乙醇对所得反应产物进行多次洗涤，再经干燥处理后，制得勃姆石改性环氧树脂，备用；
（5）按照1g/ml的添加量，向步骤（4）制得的勃姆石改性环氧树脂中加入二甲苯溶剂，在不断搅拌条件下，升温至110-130℃进行匀化处理1.5-2.5h，之后，自然冷却至室温，即得勃姆石改性环氧树脂溶液，备用；
步骤二、基体树脂混配物的制备
按照质量比为（1~3）：1的比例，分别取步骤一制得的勃姆石改性环氧树脂溶液与环氧改性有机硅树脂进行混合，之后，于50℃以下温度环境和1300-1700r/min的搅拌条件下进行分散处理25-40min，制得基体树脂混配物，备用；
步骤三、树脂基料的制备
按照上述重量份数，先取步骤二制得的基体树脂混配物与溶剂进行混匀，之后，在向其中加入功能助剂，再次充分混匀后，制得树脂基料，备用；
步骤四、涂料甲组分的制备
按照上述重量份数，分别取颜填料和功能填料加入到步骤三制得的树脂基料中，于50℃以下温度环境和1000-1500r/min的搅拌条件下进行分散处理3-8min，制得涂料甲组分，备用；
步骤五、成品涂料的制备
按照上述重量份数，取固化剂加入到步骤四制得的涂料甲组分中，充分搅拌混匀后，即得成品陶瓷基环氧改性有机硅涂料。
高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料的应用方法，包括将成品陶瓷基环氧改性有机硅涂料通过刷涂、喷涂或辊涂的方式涂覆于待防护基材表面的步骤；对涂层进行10~35℃温度条件下干燥固化处理20-30h的步骤；以及对固化后的涂层进行180-230℃高温硬度强度处理1.5-2.5h的步骤。
本发明的有益效果：
1、本发明提供的一种陶瓷基环氧改性有机硅涂料，利用勃姆石改性环氧树脂和环氧改性有机硅树脂为基料，配合相应的固化剂，在树脂固化交联的过程中逐渐形成了陶瓷基树脂，实现了环氧改性有机硅涂料的高硬度和耐磨性，还使其同时具有优异的防腐蚀性能和耐高温性能，综合性能优异。此外，该陶瓷基环氧改性有机硅涂料具有施工简单，无需复杂设备，制成材料成膜性好，并具有较高的附着力等优点。应用本发明的陶瓷基环氧改性有机硅涂料可显著提高设备的表面抗划伤性能，实现对设备抗划伤保护和腐蚀防护效果，节约涂层施工和维修费用，提高产品性能，同时该涂层也可广泛应用于烟囱、热管道等设施的高温防护，具有较高的经济效益。
2、本发明的一种陶瓷基环氧改性有机硅涂料，在原料配方的选择上，具体选择了纳米勃姆石改性环氧树脂与环氧改性有机硅树脂进行共混，在两种树脂固化交联的过程中，分子链段的一端具有刚性粒子氧化铝，另一端具有有机硅，随着反应进程中分子链段的相互缠绕和刚性链段的增加，逐渐形成了陶瓷化有机膜。这种陶瓷化的有机膜不仅继承了陶瓷材料本身耐高温性强、硬度高等优异性能，其自身配合特定成分颜填料和功能填料的协同配合叠加性防护作用后，逐步形成了质地均匀、肌理致密的陶瓷基耐高温复合涂层材料，使得成品涂层材料具有超高的硬度、良好的耐磨性和优异的耐高温性能，弥补了传统环氧改性有机硅涂料耐划伤性能不足的缺陷，可起到美化涂装效果，延长装备设施服役寿命的功用。尤其适合对表面装饰性要求较高的高温环境服役设备进行使用，可实现对设备的免维护，并达到良好的防腐效果，更可广泛应用于烟囱、热管道等设施的高温防护，实用效果较好。
3、本发明的制备工艺步骤简单、操作方便，其通过在传统的环氧树脂中引入勃姆石组分进行改性，使勃姆石稳固、可靠地接枝在了环氧树脂的表面，制备得到的勃姆石改性环氧树脂与环氧改性有机硅树脂以及固化剂进行复配后，成品陶瓷基环氧改性有机硅涂料即具备抗划伤、耐磨性能，又可实现耐高温特性，从而减少了维修次数。成品涂料施工简单，成膜性好，涂层结构致密，具有良好的耐油性和优异的附着力。经试验测定，其涂层附着力为1级；耐油试验（RP-3航空煤油24h；4050航空润滑油耐油24h）后，表面无任何起泡、松软和破损现象；250℃、200h下耐高温性显示表面无开裂、起泡和脱落；耐磨性（500g/500r）仅8mg，说明该涂层能应用于对设备表面装饰性要求较高的高温环境中，并具有良好的防腐效果，综合性能优异。
附图说明
图1为本发明所制备的勃姆石改性环氧树脂的结构示意图；
图2为本发明的高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料在涂刷使用后的试样状态照片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的解释和说明：
一种高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料，该涂料按照重量份数，由以下组分构成：基体树脂混配物15-50份、溶剂10-40份、颜填料1-10份、功能填料20-60份、功能助剂0.1-3份和固化剂1-10份；其中，基体树脂混配物由质量比为（1~3）：1的勃姆石改性环氧树脂溶液和环氧改性有机硅树脂构成，优选为（1~2）：1。所述的勃姆石改性环氧树脂为纳米勃姆石改性E44环氧树脂和纳米勃姆石改性E20环氧树脂中一种或两种。所述的环氧改性有机硅树脂中环氧树脂的质量占比为60%或30%。所述的溶剂为二甲苯和甲苯中的一种或两种。所述的颜填料为铜铬黑、氮化硼中的至少一种。所述的功能填料为氧化铝、三聚磷酸铝和纳米银中的至少一种。所述的功能助剂为BYK-110、BYK-320、气相二氧化硅和有机膨润土中的至少两种。所述的固化剂为硅烷改性胺类固化剂和端氨基硅烷偶联剂中的一种或两种。
该高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、勃姆石改性环氧树脂溶液的制备，其制备过程是首先通过异氰酸酯作为桥接与环氧树脂反应，制备端基为异氰酸根基团的环氧预聚物，然后再通过脱水反应将勃姆石中的羟基脱除，使勃姆石接枝到环氧链段中，具体包括以下步骤：
（1）按照1g/（1.5-3）ml的比例，分别取环氧树脂和预先经脱水处理的二甲苯溶剂置于带有磁力搅拌的反应器中，充分搅拌混匀后，制得环氧树脂稀释料，备用；
（2）室温下，按照异氰酸酯与环氧树脂为1mol/（16-25）g的比例，取桥接反应物异氰酸酯缓慢加入到步骤（1）制得的环氧树脂稀释料中，在不断搅拌条件下，于110-130℃温度环境中进行聚合反应3~4h，之后，对所得反应产物进行升温至140℃去除二甲苯溶剂处理，制得环氧预聚物，备用；
（3）按照1g/（8-15）ml的比例，分别取勃姆石和二甲苯溶剂置于带有机械搅拌的反应器中进行混合，经超声分散处理后，制得勃姆石乳浊液，之后，向该勃姆石乳浊液中加入无水氯化钙，于70-100℃条件下进行脱水处理1.5-2.5h，然后，过滤去除无水氯化钙滤渣，制得勃姆石分散液，备用；
（4）按照质量比为（4-5）：（25-30）的比例，分别称取步骤（3）制得的勃姆石分散液和步骤（2）制得的环氧预聚物，之后，将称取的环氧预聚物置于带有机械搅拌的反应器中，并向其中缓慢滴加勃姆石分散液，在不断搅拌条件下，控制反应器升温至120-150℃，在此温度下进行反应4~6h，自然冷却至室温后，采用水和乙醇对所得反应产物进行多次洗涤，再经干燥处理后，制得勃姆石改性环氧树脂，备用；
（5）按照1g/ml的添加量，向步骤（4）制得的勃姆石改性环氧树脂中加入二甲苯溶剂，在不断搅拌条件下，升温至110-130℃进行匀化处理1.5-2.5h，之后，自然冷却至室温，即得50%质量分数的勃姆石改性环氧树脂溶液，备用；
步骤二、基体树脂混配物的制备
按照质量比为（1~3）：1的比例，分别取步骤一制得的勃姆石改性环氧树脂溶液与环氧改性有机硅树脂进行混合，之后，以1300-1700r/min的搅拌条件下进行分散处理25-40min，控制料温在50℃以下，制得分散均匀的基体树脂混配物，备用；
步骤三、树脂基料的制备
按照上述重量份数，先取步骤二制得的基体树脂混配物与溶剂进行混匀，之后，在向其中加入功能助剂，再次充分混匀后，制得树脂基料，备用；
步骤四、涂料甲组分的制备
按照上述重量份数，分别取颜填料和功能填料加入到步骤三制得的树脂基料中，以1000-1500r/min的搅拌条件下进行分散处理3-8min，控制料温在50℃以下，制得涂料甲组分，备用；
步骤五、成品涂料的制备
按照上述重量份数，取涂料乙组分——固化剂加入到步骤四制得的涂料甲组分中，充分搅拌混匀后，即得成品陶瓷基环氧改性有机硅涂料。
高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料的应用方法，包括将成品陶瓷基环氧改性有机硅涂料通过刷涂、喷涂或辊涂的方式涂覆于待防护基材表面的步骤；对涂层进行10~35℃温度条件下自然放置干燥固化处理20-30h的步骤；以及对固化后的涂层进行180-230℃高温条件下，硬度强度处理1.5-2.5h的步骤。其中干燥固化处理时的湿度，优选小于85%。
本发明制备的高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料在涂装使用后，能够起到高温防腐、抗划伤的效果，可用于具有耐划痕和高温需求的装备及其配套设施的防护。其施工便捷、防护期效长，可有效降低维修成本，美化涂装效果，延长了装备设施的服役寿命，弥补了传统环氧改性有机硅涂料耐划伤性能差的缺陷，实用效果较好。
实施例1
本实施例的一种高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料，其具体的配料表为：
表1实施例1的配料表
Figure 312161DEST_PATH_IMAGE001
本实施例的一种高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料的具体制备方法为：
步骤一、勃姆石改性环氧树脂溶液的制备
（1）取20g环氧树脂和40ml预先经脱水处理的二甲苯溶剂置于带有磁力搅拌的反应器中，充分搅拌混匀后制得环氧树脂稀释料，之后，向该环氧树脂稀释料中缓慢加入1mol的桥接反应物异氰酸酯，于120℃温度条件下聚合反应3.5h，之后，对所得反应产物进行升温至140℃进行去除二甲苯溶剂处理，制得环氧预聚物，备用；
（2）取1g勃姆石和10ml二甲苯溶剂置于带有机械搅拌的反应器中进行混合，制得勃姆石乳浊液，之后，向该勃姆石乳浊液中加入10g无水氯化钙，于80℃条件下进行脱水处理2h，然后，过滤去除无水氯化钙滤渣，制得勃姆石分散液，备用；
（3）先取9g步骤（1）制得的环氧预聚物置于带有机械搅拌的反应器中，之后，再称取60g步骤（2）制得的勃姆石分散液缓慢滴加至该反应器中，在不断搅拌条件下，控制反应器升温至140℃，在此温度下进行反应5h，自然冷却至室温后，采用水和乙醇对所得反应产物进行多次洗涤，再经干燥处理后，制得勃姆石改性环氧树脂，按照1g/ml的添加量，向该勃姆石改性环氧树脂中加入二甲苯溶剂，在不断搅拌条件下，升温至120℃进行匀化处理2h，之后，自然冷却至室温，即得勃姆石改性环氧树脂溶液，备用；
步骤二、基体树脂混配物的制备
取14g纳米勃姆石改性E44环氧树脂溶液和9g环氧改性有机硅树脂，于1500 r/min的搅拌条件下进行分散处理30min，过程中控制料温在50℃以下，制得分散均匀的基体树脂混配物，备用；
步骤三、树脂基料的制备
先称取35g二甲苯置于步骤二制得的基体树脂混配物中，充分混匀后，再称取0.2gBYK110和1g气相二氧化硅置于基体树脂混配物中，再次充分混匀后，制得树脂基料，备用；
步骤四、涂料甲组分的制备
称取4.6g的铜铬黑、3g的氮化硼、31g的氧化铝、4g的三聚磷酸铝和0.2g的纳米银，共同加入到步骤三制得的树脂基料中，以1300r/min的搅拌条件下进行分散处理5min，过程中控制料温在50℃以下，制得涂料甲组分，备用；
步骤五、成品涂料的制备
取4g硅烷改性胺类固化剂加入到步骤四制得的涂料甲组分中，充分搅拌混匀后，即得成品陶瓷基环氧改性有机硅涂料。
本实施例的陶瓷基环氧改性有机硅涂料在具体使用时，采用喷涂的方式涂覆于待防护基板的表面，之后，需将基板置于25℃室温条件下进行干燥固化处理24h，之后，将基板转置于200℃的烘干箱内，保持内部湿度小于85%，进行硬度强化处理2h。
实施例2
本实施例的一种高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料，其具体的配料表为：
表2实施例2的配料表
Figure DEST_PATH_IMAGE002
本实施例的一种高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料的具体制备方法为：
步骤一、勃姆石改性环氧树脂溶液的制备
（1）取20g环氧树脂和30ml预先经脱水处理的二甲苯溶剂置于带有磁力搅拌的反应器中，充分搅拌混匀后制得环氧树脂稀释料，之后，向该环氧树脂稀释料中缓慢加入1.25mol的桥接反应物异氰酸酯，于130℃温度条件下聚合反应3h，之后，对所得反应产物进行升温至140℃进行去除二甲苯溶剂处理，制得环氧预聚物，备用；
（2）取1g勃姆石和8ml二甲苯溶剂置于带有机械搅拌的反应器中进行混合，制得勃姆石乳浊液，之后，向该勃姆石乳浊液中加入9g无水氯化钙，于70℃条件下进行脱水处理2.5h，然后，过滤去除无水氯化钙滤渣，制得勃姆石分散液，备用；
（3）先取10g步骤（1）制得的环氧预聚物置于带有机械搅拌的反应器中，之后，再称取50g步骤（2）制得的勃姆石分散液缓慢滴加至该反应器中，在不断搅拌条件下，控制反应器升温至120℃，在此温度下进行反应4h，自然冷却至室温后，采用水和乙醇对所得反应产物进行多次洗涤，再经干燥处理后，制得勃姆石改性环氧树脂，按照1g/ml的添加量，向该勃姆石改性环氧树脂中加入二甲苯溶剂，在不断搅拌条件下，升温至110℃进行匀化处理2.5h，之后，自然冷却至室温，即得勃姆石改性环氧树脂溶液，备用；
步骤二、基体树脂混配物的制备
取18g纳米勃姆石改性E44环氧树脂溶液和16g环氧改性有机硅树脂，于1700 r/min的搅拌条件下进行分散处理25min，过程中控制料温在50℃以下，制得分散均匀的基体树脂混配物，备用；
步骤三、树脂基料的制备
先称取25g二甲苯和13g甲苯置于步骤二制得的基体树脂混配物中，充分混匀后，再称取0.5g BYK110和2g气相二氧化硅置于基体树脂混配物中，再次充分混匀后，制得树脂基料，备用；
步骤四、涂料甲组分的制备
称取4g的铜铬黑、3.5g的氮化硼、35g的氧化铝和0.3g的纳米银，共同加入到步骤三制得的树脂基料中，以1000r/min的搅拌条件下进行分散处理8min，过程中控制料温在50℃以下，制得涂料甲组分，备用；
步骤五、成品涂料的制备
取8g端氨基硅烷偶联剂加入到步骤四制得的涂料甲组分中，充分搅拌混匀后，即得成品陶瓷基环氧改性有机硅涂料。
本实施例的陶瓷基环氧改性有机硅涂料在具体使用时，采用刷涂的方式涂覆于待防护基板的表面，之后，需将基板置于35℃室温条件下进行干燥固化处理20h，之后，将基板转置于180℃的烘干箱内，保持内部湿度小于85%，进行硬度强化处理2.5h。
实施例3
本实施例的一种高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料，其具体的配料表为：
表3实施例3的配料表
Figure 557197DEST_PATH_IMAGE003
本实施例的一种高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料的具体制备方法为：
步骤一、勃姆石改性环氧树脂溶液的制备
（1）取20g环氧树脂和60ml预先经脱水处理的二甲苯溶剂置于带有磁力搅拌的反应器中，充分搅拌混匀后制得环氧树脂稀释料，之后，向该环氧树脂稀释料中缓慢加入0.8mol的桥接反应物异氰酸酯，于110℃温度条件下聚合反应4h，之后，对所得反应产物进行升温至140℃进行去除二甲苯溶剂处理，制得环氧预聚物，备用；
（2）取1g勃姆石和15ml二甲苯溶剂置于带有机械搅拌的反应器中进行混合，制得勃姆石乳浊液，之后，向该勃姆石乳浊液中加入15g无水氯化钙，于100℃条件下进行脱水处理1.5h，然后，过滤去除无水氯化钙滤渣，制得勃姆石分散液，备用；
（3）先取8g步骤（1）制得的环氧预聚物置于带有机械搅拌的反应器中，之后，再称取60g步骤（2）制得的勃姆石分散液缓慢滴加至该反应器中，在不断搅拌条件下，控制反应器升温至150℃，在此温度下进行反应6h，自然冷却至室温后，采用水和乙醇对所得反应产物进行多次洗涤，再经干燥处理后，制得勃姆石改性环氧树脂，按照1g/ml的添加量，向该勃姆石改性环氧树脂中加入二甲苯溶剂，在不断搅拌条件下，升温至130℃进行匀化处理1.5h，之后，自然冷却至室温，即得勃姆石改性环氧树脂溶液，备用；
步骤二、基体树脂混配物的制备
取20g纳米勃姆石改性E20环氧树脂溶液和20g环氧改性有机硅树脂，于1300 r/min的搅拌条件下进行分散处理40min，过程中控制料温在50℃以下，制得分散均匀的基体树脂混配物，备用；
步骤三、树脂基料的制备
先称取30g甲苯置于步骤二制得的基体树脂混配物中，充分混匀后，再称取0.5gBYK110和3g气相二氧化硅置于基体树脂混配物中，再次充分混匀后，制得树脂基料，备用；
步骤四、涂料甲组分的制备
称取5g的铜铬黑、4g的氮化硼、40g的氧化铝和0.4g的纳米银，共同加入到步骤三制得的树脂基料中，以1500r/min的搅拌条件下进行分散处理3min，过程中控制料温在50℃以下，制得涂料甲组分，备用；
步骤五、成品涂料的制备
取3g硅烷改性胺类固化剂加入到步骤四制得的涂料甲组分中，充分搅拌混匀后，即得成品陶瓷基环氧改性有机硅涂料。
本实施例的陶瓷基环氧改性有机硅涂料在具体使用时，采用辊涂的方式涂覆于待防护基板的表面，之后，需将基板置于10℃室温条件下进行干燥固化处理30h，之后，将基板转置于230℃的烘干箱内，保持内部湿度小于85%，进行硬度强化处理1.5h。
实施例4
本实施例的一种高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料，其具体的配料表为：
表4实施例4的配料表
Figure DEST_PATH_IMAGE004
本实施例的陶瓷基环氧改性有机硅涂料的制备工艺同实施例1。仅仅对其中的各组分选用具体物料和含量做相应的添加量修改。
实施例5
本实施例的一种高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料，其具体的配料表为：
表5实施例5的配料表
Figure 930410DEST_PATH_IMAGE005
本实施例的陶瓷基环氧改性有机硅涂料的制备工艺同实施例1，仅仅对其中的各组分选用具体物料和含量做相应的添加量修改。
对本发明各实施例的涂料进行性能检测，结果如下表所示：
表6性能测试结果
Figure DEST_PATH_IMAGE006
由表6性能指标测试结果可知：
本发明制备的高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料，经附着力测试其结果为1级；耐磨性损失≤8mg；耐油性浸泡24h后漆膜无起泡、松软、破损现象；经250℃、200h耐高温试验后，涂层表面无开裂、起泡、脱落现象，漆膜仅轻微变色或不变色；漆膜铅笔硬度达到8H以上，涂层经耐盐雾测试1000h后涂层无起泡、无脱落、无锈蚀，综合性能优异。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。

Claims (9)

1.高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料，其特征在于，该涂料按照重量份数，由以下组分构成：基体树脂混配物15-50份、溶剂10-40份、颜填料1-10份、功能填料20-60份、功能助剂0.1-3份和固化剂1-10份；其中，基体树脂混配物由质量比为（1~3）：1的勃姆石改性环氧树脂溶液和环氧改性有机硅树脂构成，且环氧改性有机硅树脂中环氧树脂的质量占比为60%或30%；
所述勃姆石改性环氧树脂溶液的制备方法为：
（1）按照1g/（1.5-3）ml的比例，分别取环氧树脂和预先经脱水处理的二甲苯溶剂进行充分混匀，制得环氧树脂稀释料，备用；
（2）按照异氰酸酯与环氧树脂为1mol/（16-25）g的比例，取异氰酸酯加入到步骤（1）制得的环氧树脂稀释料中，在不断搅拌条件下，于110-130℃温度环境中进行聚合反应3~4h，之后，对所得反应产物进行升温去除溶剂处理，制得环氧预聚物，备用；
（3）按照1g/（8-15）ml的比例，分别取勃姆石和二甲苯溶剂进行混合，经超声分散处理后，制得勃姆石乳浊液，之后，向该勃姆石乳浊液中加入无水氯化钙，于70-100℃条件下进行脱水处理1.5-2.5h，然后，过滤去除滤渣，制得勃姆石分散液，备用；
（4）按照质量比为（4-5）：（25-30）的比例，分别称取步骤（3）制得的勃姆石分散液和步骤（2）制得的环氧预聚物，之后，将称取的环氧预聚物置于反应器中，并向其中滴加勃姆石分散液，在不断搅拌条件下，控制反应器升温至120-150℃进行反应4~6h，自然冷却至室温后，采用水和乙醇对所得反应产物进行多次洗涤，再经干燥处理后，制得勃姆石改性环氧树脂，备用；
（5）按照1g/ml的添加量，向步骤（4）制得的勃姆石改性环氧树脂中加入二甲苯溶剂，在不断搅拌条件下，升温至110-130℃进行匀化处理1.5-2.5h，之后，自然冷却至室温，即得勃姆石改性环氧树脂溶液。
2.根据权利要求1所述的高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料，其特征在于：所述的勃姆石改性环氧树脂为纳米勃姆石改性E44环氧树脂和纳米勃姆石改性E20环氧树脂中一种或两种。
3.根据权利要求1所述的高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料，其特征在于：所述的溶剂为二甲苯和甲苯中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料，其特征在于：所述的颜填料为铜铬黑、氮化硼中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料，其特征在于：所述的功能填料为氧化铝、三聚磷酸铝和纳米银中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料，其特征在于：所述的功能助剂为BYK-110、BYK-320、气相二氧化硅和有机膨润土中的至少两种。
7.根据权利要求1所述的高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料，其特征在于：所述的固化剂为硅烷改性胺类固化剂和端氨基硅烷偶联剂中的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、勃姆石改性环氧树脂溶液的制备
按照上述操作先制备得到勃姆石改性环氧树脂溶液，备用；
步骤二、基体树脂混配物的制备
按照质量比为（1~3）：1的比例，分别取步骤一制得的勃姆石改性环氧树脂溶液与环氧改性有机硅树脂进行混合，之后，于50℃以下温度环境和1300-1700r/min的搅拌条件下进行分散处理25-40min，制得基体树脂混配物，备用；
步骤三、树脂基料的制备
按照上述重量份数，先取步骤二制得的基体树脂混配物与溶剂进行混匀，之后，在向其中加入功能助剂，再次充分混匀后，制得树脂基料，备用；
步骤四、涂料甲组分的制备
按照上述重量份数，分别取颜填料和功能填料加入到步骤三制得的树脂基料中，于50℃以下温度环境和1000-1500r/min的搅拌条件下进行分散处理3-8min，制得涂料甲组分，备用；
步骤五、成品涂料的制备
按照上述重量份数，取固化剂加入到步骤四制得的涂料甲组分中，充分搅拌混匀后，即得成品陶瓷基环氧改性有机硅涂料。
9.根据权利要求1所述的高性能陶瓷基环氧改性有机硅涂料的应用方法，其特征在于：包括将成品陶瓷基环氧改性有机硅涂料通过刷涂、喷涂或辊涂的方式涂覆于待防护基材表面的步骤；对涂层进行10~35℃温度条件下干燥固化处理20-30h的步骤；以及对固化后的涂层进行180-230℃高温条件下硬度强度处理1.5-2.5h的步骤。
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