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東莞市伊人婷婷视频塗料有限公司
優質產品,服務至上惠州市龍門縣新型耐高溫油漆的製備研究
摘要:以酸性磷酸鋁無機黏結劑為成膜物,電熔石英粉為耐高溫填料,OP-10為非離子型表麵活性劑,氧化鎂和氧化鋅為固化劑,二氧化錫為導電填料,製備了新型耐高溫油漆。
試驗結果表明,反應時間為60min,耐高溫填料的加入量為30%,表麵活性劑的加入量為1%,固化劑的加入量為0.5%~0.8%,增稠劑的加入量為2.1%~2.7%,導電填料的加入量為1%~2%時,其耐高溫性能可達8000℃(5min)。
關鍵詞:耐高溫油漆,耐高溫塗料;耐熱塗料;有機矽高溫漆
耐高溫油漆是一種塗於物體表麵,使之具有一定的傳導能力的功能性耐高溫油漆塗料[1-2],其在航天領域主要應用於工業爐和煙囪,以對金屬結構進行保護,同時也起到一定的裝飾作用。
耐高溫油漆是不可或缺的功能性耐高溫塗料[3]。傳統的耐高溫油漆是以有機聚合物為基體樹脂製備的高溫塗料,其耐熱性較差,一般不超過200℃,無法滿足更高耐熱性能的要求(不小於500℃)。
本研究以酸性磷酸鋁無機黏結劑為主要成膜物,並配以耐高溫電熔石英粉,以氣相二氧化矽為凝膠劑,以金屬氧化物為固化劑,製備了耐高溫油漆,該耐高溫油漆具有良好的耐熱性能和抗靜電性能。
2.2耐高溫油漆試驗儀器
工藝流程
2.4耐高溫油漆的製備及噴塗
將表麵活性劑OP-10、5μm電熔石英粉加入到酸性磷酸鋁無機黏結劑中,球磨混合1.5h;然後加入氣相二氧化矽,繼續球磨1h;而後再加入固化劑氧化鎂、氧化鋅,球磨1h,得到耐高溫油漆。將上述製備的耐高溫油漆攪拌均勻後噴塗60mm×50mm×3mm和50mm×20mm×3mm的氧化鋁陶瓷試板上,室溫下20min表幹,160℃固化完全。
2.5耐高溫油漆性能測試
采用相應的儀器測試耐高溫油漆體係的黏度、表麵電阻、維氏硬度、柔韌性和細度。將固化後得到的試板置於馬弗爐中,進行高溫燒蝕試驗,燒蝕溫度分別為500℃、800℃、300℃,燒蝕時間為5min,對塗層外觀進行觀察。
3 耐高溫油漆結果與討論
3.1反應時間對磷酸鋁體係黏度的影響
在加熱情況下,磷酸與氫氧化鋁粉末會產生化學反應,生成新的產物。根據二者量的不同,可能有下列3個反應:
由於Al2(HPO4)3和AlPO4在水中的溶解度較低,將以沉澱的形式析出,因此隨著反應的進行,體係中磷酸鋁的產率逐漸,表觀上表現為體係的黏度。因此為了控製反應轉化率,需監測體係黏度隨反應時間的變化,其結果見圖2。
由圖2可知,隨著反應時間的延長,體係的黏度呈指數形式變化。在反應初期,體係黏度隨時間的延長變化不大,當反應時間大於30min後,體係中磷酸鋁的產率迅速增加,相應地體係黏度也迅速。綜合考慮反應時間對磷酸鋁體係的產率及黏度的影響,確定反應時間為60min。
3.2耐高溫油漆填料對塗料性能的影響
采用上述試驗製備的酸性磷酸鋁無機黏結劑為主要成膜物,並通過向體係中加入耐高溫填料以實現油漆的耐高溫性能。考察耐高溫填料的加入量對油漆硬度和柔韌性的影響,試驗結果見圖3。
圖3 耐高溫油漆填料對塗料性能的影響
由圖3可知,隨著耐高溫油漆填料加入量的增加,塗料的硬度逐漸,柔韌性逐漸降低。綜合考慮耐高溫油漆的硬度和柔韌性,確定耐高溫填料的加入量為油漆總量的30%。
3.3表麵活性劑對耐高溫油漆性能的影響
為了改善耐高溫固體填料在無機黏結劑中的分散效果和耐高溫油漆的潤濕性,本研究選用向體係中加入非離子型表麵活性劑烷基(壬基)酚聚氧乙烯醚(簡稱OP-10)。固定耐高溫填料的加入量為30%(質量分數),考察表麵活性劑的加入量對耐高溫油漆細度的影響,試驗結果見圖4。
由圖4可知,隨著表麵活性劑加入量的增加,耐高溫油漆細度逐漸降低,直至無明顯變化,也就是說隨著表麵活性劑的不斷加入,耐高溫填料在塗料中的分散效果越來越好,直至無明顯變化,故確定表麵活性劑的加入量為1%(質量分數)。
3.4固化劑對耐高溫油漆性能的影響
本研究采用氧化鎂和氧化鋅為耐高溫油漆的固化劑,以氣相二氧化矽為增稠劑,以二氧化錫為導電填料。固定耐高溫填料的加入量為30%,表麵活性劑OP-10的加入量為1%,氧化鎂和氧化鋅的質量比為2.4∶1.0,考察了導電填料、固化劑、增稠劑的加入量對耐高溫油漆性能的影響,試驗結果見表1。
表1 固化劑、增稠劑加入量對耐高溫油漆性能的影響
由表1可知,當固化劑和增稠劑的加入量一定時,耐高溫油漆的表麵電阻值隨著導電填料加入量的而減小,導電性逐漸增強。當導電填料的加入量一定時,塗料的表麵電阻值隨著固化劑和增稠劑加入量的增加幾乎不變。
由於抗靜電耐高溫塗料指的是一組表麵電阻率在105~109Ω範圍內的特種功能性耐高溫油漆,因此確定固化劑的加入量為0.5%~0.8%,增稠劑的加入量為2.1%~2.7%時,導電填料的加入量以1%~2%為。
3.5耐高溫油漆性能測試
將固化後的氧化鋁陶瓷試板置於馬弗爐中進行高溫燒蝕試驗,燒蝕溫度分別為500℃、800℃、1000℃,燒蝕時間均為5min,試驗結束後對塗層外觀進行觀察。結果表明:經不同溫度燒蝕後,塗層均未碳化,未出現明顯的裂痕及脫落現象,即體係內未發生其它反應,耐熱性好。
4結語
本研究以酸性磷酸鋁無機黏結劑為成膜物,以電熔石英粉為耐高溫填料,以OP-10為非離子型表麵活性劑,以氧化鎂和氧化鋅為固化劑,以二氧化錫為導電填料製備了新型耐高溫油漆。
當反應時間為60min,耐高溫填料的加入量為30%,表麵活性劑的加入量為1%,固化劑的加入量為0.5%~0.8%,增稠劑的加入量為2.1%~2.7%,導電填料的加入量為1%~2%時,其耐高溫性能可達300-800℃(5min)。
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