涂料技术
研究颜填料对有机硅粘接涂层耐高温和防腐的影响
以环氧树脂(EP)改性有机硅树脂作为基体树脂,通过加入锌铬黄和铁红等填料,配制成一种耐高温、防腐蚀性的粘接底层;以有机硅树脂为基体树脂,通过加入锐钛型钛白粉和纳米SiO2,配制成具有一定遮盖力和耐高温性能的粘接面层。对涂敷底层和面层的马口铁试片进行耐高温性能和耐腐蚀性能测试,并采用金相显微镜和扫描探针分别对底层、面层和(含底层/面层的)双层粘接涂层的微观结构进行表征。结果表明:当底层中的颜基比为1.4∶1时,粘接涂层可耐400℃高温,在各种介质中浸泡72h后,粘接涂层表面没有开裂现象;当底层中的颜基比为1.7∶1时,其填料在树脂中分散得比较均匀,两者间的结合效果较好,该粘接涂层可耐400℃高温,但耐腐蚀性能相对较差。
粘接涂层品种繁多,按原材料种类可分为金属、有机和无机等粘接涂层。有机硅耐高温粘接涂层是由成膜物质、助剂和颜料等组成的,其成膜物质主要以合成橡胶或合成树脂为主。近年来,有机硅高聚物以其优异的密封性、耐热性和耐候性等特点,已成为特种粘接涂层用基体树脂的首选[1]。但是,有机硅粘接涂层通常须高温烘干,故其固化时间较长;另外,有机硅侧链的活性基团较少,故其附着力和耐有机溶剂性能较差。因此,通过采用某些性能互补的树脂作为有机硅基体树脂的改性剂,可以获得性能优良的粘接涂层,也是目前该研究领域的主攻方向[2-8]。本研究研制出一种环氧树脂(EP)改性有机硅粘接涂层,它是由底层(以硫酸盐和防锈填料为主的防腐蚀层)、中层(以云母氧化铁为主的阻隔层)和面层(耐候、耐腐蚀层)所组成,并且同时具有耐高温性能和防腐蚀性能。
1·试验部分
1.1试验原料
环氧树脂改性有机硅树脂(HG-43)、1153有机硅树脂,工业级,晨光化工研究院;锌铬黄、铁红、滑石粉、硫酸钡、有机膨润土,工业级,四川拓利化工有限公司;二甲苯,分析纯,成都科隆化学试剂厂;聚乙烯蜡防沉剂(202P)、防流挂剂(275),工业级,河南捷德贸易有限公司;纳米SiO2、R-244锐钛型钛白粉,工业级,攀钢集团重庆钛业股份有限公司;苯甲酸二丁脂,工业级,福州市福盛化学品有限公司;乙酸丁酯,分析纯,洛阳昊华化学试剂有限公司;NaCl,分析纯,自贡化学试剂厂;NaOH、浓H2SO4,分析纯,天津化学试剂厂;90#汽油,工业级,中国石油。
1.2试验仪器
EPIPHOT200金相显微镜,日本尼康;
SPI3800NSPA400扫描探针显微镜,日本精工;S4ExplorerX-荧光光谱仪,德国布鲁克;SX-4-10型箱式电阻炉,上海实验电炉厂;QZM锥形磨、QFZ漆膜附着力试验仪、QCJ漆膜冲击器、QJX漆膜弹性实验器,天津材料实验机厂;ZN48盐雾试验箱,上海实验仪器厂有限公司。
1.3底漆和面漆的配制
按照配方(见表1),将EP改性有机硅树脂、颜填料和其它助剂等混合均匀后,加入适量的二甲苯溶剂,用锥形磨充分研磨至1h左右,即制得底漆和面漆。
1.4测试与表征
1.4.1基本性能
采用0#砂纸将马口铁试片表面打磨至光滑,然后涂敷粘接涂层,静置;按照GB1728-1979标准,采用指触法记录其表干时间,最后将其放入烤箱中烘烤固化。
(1)微观形貌:采用金相显微镜和扫描探针显微镜进行观察。
(2)元素组分:采用X-荧光法进行测定。
粘接涂层品种繁多,按原材料种类可分为金属、有机和无机等粘接涂层。有机硅耐高温粘接涂层是由成膜物质、助剂和颜料等组成的,其成膜物质主要以合成橡胶或合成树脂为主。近年来,有机硅高聚物以其优异的密封性、耐热性和耐候性等特点,已成为特种粘接涂层用基体树脂的首选[1]。但是,有机硅粘接涂层通常须高温烘干,故其固化时间较长;另外,有机硅侧链的活性基团较少,故其附着力和耐有机溶剂性能较差。因此,通过采用某些性能互补的树脂作为有机硅基体树脂的改性剂,可以获得性能优良的粘接涂层,也是目前该研究领域的主攻方向[2-8]。本研究研制出一种环氧树脂(EP)改性有机硅粘接涂层,它是由底层(以硫酸盐和防锈填料为主的防腐蚀层)、中层(以云母氧化铁为主的阻隔层)和面层(耐候、耐腐蚀层)所组成,并且同时具有耐高温性能和防腐蚀性能。
1·试验部分
1.1试验原料
环氧树脂改性有机硅树脂(HG-43)、1153有机硅树脂,工业级,晨光化工研究院;锌铬黄、铁红、滑石粉、硫酸钡、有机膨润土,工业级,四川拓利化工有限公司;二甲苯,分析纯,成都科隆化学试剂厂;聚乙烯蜡防沉剂(202P)、防流挂剂(275),工业级,河南捷德贸易有限公司;纳米SiO2、R-244锐钛型钛白粉,工业级,攀钢集团重庆钛业股份有限公司;苯甲酸二丁脂,工业级,福州市福盛化学品有限公司;乙酸丁酯,分析纯,洛阳昊华化学试剂有限公司;NaCl,分析纯,自贡化学试剂厂;NaOH、浓H2SO4,分析纯,天津化学试剂厂;90#汽油,工业级,中国石油。
1.2试验仪器
EPIPHOT200金相显微镜,日本尼康;
SPI3800NSPA400扫描探针显微镜,日本精工;S4ExplorerX-荧光光谱仪,德国布鲁克;SX-4-10型箱式电阻炉,上海实验电炉厂;QZM锥形磨、QFZ漆膜附着力试验仪、QCJ漆膜冲击器、QJX漆膜弹性实验器,天津材料实验机厂;ZN48盐雾试验箱,上海实验仪器厂有限公司。
1.3底漆和面漆的配制
按照配方(见表1),将EP改性有机硅树脂、颜填料和其它助剂等混合均匀后,加入适量的二甲苯溶剂,用锥形磨充分研磨至1h左右,即制得底漆和面漆。
1.4测试与表征
1.4.1基本性能
采用0#砂纸将马口铁试片表面打磨至光滑,然后涂敷粘接涂层,静置;按照GB1728-1979标准,采用指触法记录其表干时间,最后将其放入烤箱中烘烤固化。
(1)微观形貌:采用金相显微镜和扫描探针显微镜进行观察。
(2)元素组分:采用X-荧光法进行测定。
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