薄层保温防腐涂料的研制与应用

摘　要:以环氧改性有机硅树脂作为成膜物质,并以玻璃体二氧化硅材料、特殊陶瓷材料、磷酸锌、纤维材料为填料,制成保温隔热防腐涂料。该涂料固化后具有耐热、耐油、防潮、绝缘、附着力强、机械性能较好等特点,并具有较好的隔热效果。经检测各项性能指标优异。

关键词:环氧改性有机硅树脂;保温;隔热;防腐

0　引　言
传统的保温隔热涂料大多以提高孔隙率、提高热阻、降低传导传热系数为主。为达到相应的要求,保温层较厚,外观较差,且干燥时间较长,因而应用范围也相应地受到了限制。其型材也因接缝较多,施工较为不方便,而且还存在着吸水率较高,需设有防水层或保护层,不抗振动,使用寿命短等缺点。
涂料隔热的方式分为阻隔热传导、热对流、热辐射三类,因而研发主要从这三方面着手,力求研制生产复合型多功能保温涂料。保温效果良好的涂料一般是两种或多种隔热机理协同作用的结果。本课题主要从选择基料及填料两方面入手,进行配方优化,从保温涂料结构上对其进行研究。经国家建筑材料测试中心进行检测,本涂料的各项指标如表1所示。
本涂料已大量应用于反应釜、贮油罐、地下管道等方面,该涂料可采用刷涂、辊涂等方法施工,涂装方法简单,可节省大量的人力,财力。

1　实验
1. 1　成膜物质的选择
本涂料以环氧改性有机硅树脂为成膜物质,有机硅树脂是耐热涂料常用的一类基料[ 1 ] ,通过在有机硅聚合物的分子主链端基和侧链上引入环氧基团,将两者的优良性能合为一体,弥补了各自的缺陷,可室温或低温固化。具有耐高温、柔韧性好,且涂层光泽较高,提高了涂层的反射功能。因而不仅提高耐热性,而且具有良好的防腐性。

1. 2　填料的选择
由于有机硅树脂耐温最高可达300 ℃,因而需要选择合适的填料进行匹配。选择填料首先考虑其耐高温性、保温、辐射及反射能力[ 2 ]。保温材料一般选用中空型、热阻大的材料。并且为使涂料在高温下具有较好的防腐性能,涂料中需引入一些特殊的物质,使得涂料在高温状态下形成一层致密层。为此,引入了陶瓷材料,陶瓷材料在高温下陶瓷化,使得涂料与底材接触处形成硅化层,达到防腐目的。陶瓷填料也具有良好的反射性与辐射性,折光系数、表面光洁度、热反射率及
辐射率。陶瓷层的耐热冲击性能还与涂层与基体间的界面结合强度有关。涂层与基体界面处有一过渡层。金属基体和涂层在热硬化时由于晶格振动而发生了原子的相互扩散,在涂层与基体之间形成了一个渐变界面。这种界面层是由金属原子和非金属原子形成的溶体构成。过渡层中各成分含量: Al19103%、Si 58114%、Fe 8132%、Cr 2115%、P 12136%。涂层与基体间发生的原子相互扩散所形成的过渡层有利于增强涂层与基体间的界面结合强度。金属基陶瓷涂层材料中,陶瓷涂层与金属基体之间除了原子和分子范围内的微观作用外,还存在宏观结合———机械联锁[ 3 ]。由于在金属基体表面存在一些微观的凹凸,甚至还有微孔或裂缝。涂覆过程中,涂层材料进入凹凸或微孔中,其效果如同往基体中钉入钉子一样,增大了接触面积,锁扣效应增强,使附着力增加。同时涂层嵌入基体的复杂形状能借助负载传递,使涂层受到的应力部分转移到基体上,涂层的附着力得到提高。各项性能参数如表2所示。

选用玻璃体的二氧化硅,材料的分子结构及其化学成分对导热系数的影响很大。材料的分子结构不同,导热系数也不同,玻璃体物质的导热系数小,晶体的导热系数大。0 ℃时晶体二氧化硅的导热系数是8197 W / (m·K) ,而玻璃体的二氧化硅的导热系数是1138 W / (m·K) 。因此通过加入类似于玻璃体式的二氧化硅材料,得到导热系数较低的涂料[ 4 ]。