无机耐高温漆与有机硅耐高温漆
金属一般在高温下表面都会被氧化,不止造成金属的损耗;更会造成金属中合金的贫化,影响金属质量和力学性能。耐高温漆是防止高温设备表面产生高温氧化有效的防护措施之一。耐高温漆一般要满足下列基本要求:漆膜结构致密,完整无孔,腐蚀介质不易透过;与底层金属由很强的结合力;高强度,耐磨、耐腐蚀以及耐高温;均匀分布,和基体热容性好。
目前常用的耐高温漆主要分为无机耐高温漆和有机耐高温漆两类。
无机耐高温漆中应用广泛的是无机富锌底漆。金属锌粉的熔点约420℃,900℃以上会气化,以锌粉为原料的涂料可以抵抗400℃以下的高温;同时无机富锌底漆具有优异的阴极保护功能,是一种防腐性能优异的耐高温漆。
有机耐高温漆中普遍的是有机硅耐高温漆,也称硅酮耐高温漆。有机硅耐高温漆的优越性能来源于有机硅树脂中的无机结构Si-O-Si键,它具有良好的热稳定性和耐高温氧化性。而有机硅树脂中的有机基团硅烷醇基团为疏水基团,赋予了涂料良好的耐水性;同时有机基团的引入,也使有机硅树脂可以溶于甲苯、二甲苯等芳香族溶剂及酮类溶剂,为制备涂料提供了可能性。因此有机硅耐高温漆具有无机和有机聚合物的双重性能,具有优良的介电性和耐高温性,耐水、耐潮、耐候性能良好。
有机硅耐高温漆在常温下,随溶剂挥发成膜。但此时仅为有机硅树脂的物理干燥,没有交联固化的漆膜既软又不致密,无论是机械性能,还是耐化学性能方面均较差。当温度升高至200℃时,有机硅树脂开始聚合;在300℃左右,有机硅树脂上有机基团如甲基、苯基大部分没分解,耐高温涂层具有有机涂层的某些性能,如柔软性、光泽性等;继续升温,有机基团则继续分解,在350℃以上有机硅树脂就分解成无机硅氧交联结构。
这就是有几个耐高温漆的“二次成膜”机理。涂料成膜过程中,涂层中玻璃料熔化成膜,使耐高温涂层更加致密。耐高温漆的耐热性能还与所使用的颜料紧密关联。常用颜料的耐热性如下。
钛白粉稳定性能优良,适用于200℃长期耐热,短期极端高耐温可达350~400℃不变色。
炭黑适用于200℃长期耐热,短期极端高耐温可达250℃,300℃以上颜色会褪去。
酞菁蓝只能用于200℃以下的环境。
酞菁绿也只能用于200℃以下的环境,200℃时0.5h就会产生变化。
铬黄和钼红均在140℃以上发生变化。
氧化铁黄在160℃以上会脱去水分,颜色变红。
氧化铁红可以抵抗200℃高温环境。
金属颜料中铝粉的熔点高达600℃,可以用来制备耐500~600℃的高温涂料;而锌粉则常用于制备耐400℃的高温漆,但不能用于60~120℃的潮湿环境。
对于耐高温漆的颜色选择应非常慎重,否则会使涂层的耐热性能受到影响。通常耐高温漆的颜色仅限于白色、黑色或金属色。常见的几种耐高温漆的耐热性能见下表。
耐高温漆品种 |
高耐热温度/℃ |
无机硅酸锌底漆 |
400 |
白色有机硅漆(含钛白粉颜料) |
200 |
黑色有机硅漆(含炭黑颜料) |
200 |
银色有机硅漆(含金属铝粉) |
600 |
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