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低温玻璃粉在有机硅耐高温涂料二次成膜机理的探讨

来源:   发布时间:2019-07-07   点击量:91

低温玻璃粉在有机硅耐高温涂料二次成膜机理的探讨
1 有机硅耐高温涂料一般是采用有机硅树脂及改性有机硅树脂作为基料 , 配以各种耐高温颜填料和低熔点玻璃粉。室温下, 在交联剂和室温固化催化剂的作用下, 有机硅树脂首先交联成膜。随着温度的不断升高, 有机硅树脂中的有机基团如甲基、苯基将逐渐分解。在200~ 300 ℃ 之间, 质量损失非常缓慢, 特别是在200 ℃ 之前, 样品几乎未发生质量变化。从300 ℃ 以后, 失质量速率逐渐加快。涂层热失质量区域主要发生在300-550℃ 之间, 说明有机硅树脂上的甲基、苯基等有机基团的分解基本发生在这个温度区域。在350 ℃ 以上,  当到达玻璃粉软化点后, 玻璃粉开始熔化成膜, 替代有机硅树脂对颜填料起到粘附作用, 使耐高温涂料“二次成膜”, 对基材起到高温隔热防腐作用。
2  由于配方中所使用的佛山晶谷材料玻璃粉的熔点温度约为400℃ , 因此玻璃粉在400 ℃ 下已开始软化, 在500℃ 的情况下, 树脂的分解还未完全, 还有未彻底分解的有机硅树脂存在, 此时树脂上残存的甲基、苯基等有机基团造成树脂与玻璃之间在极性上存在较大的差别, 因此两种材料不能很好地相容, 以至于熔融的玻璃中有许多在涂层中不易铺展, 故而形成球珠。在这种情况下, 由于玻璃粉的流动受到一定的限制, 并不能很好地填补有机硅树脂中所生成的孔洞,因此涂层中就留下了很多的气孔。涂层开裂是由于涂层与基板之间在线膨胀系数上存在较大的差异而引起的。涂层的线膨胀系数小, 而基板的线膨系数大, 冷却过程中, 涂层就很容易产生裂纹。在涂层开裂时, 熔融的玻璃被拉扯并冷却成纤维状。从以上实验观察到的现象, 结合反射红外和热失质量分析的结果, 因此可以认定, 低熔点的玻璃粉在上述耐高温涂料体系中对涂层的“二次成膜”起着关键的作用, 正是熔融的玻璃粉在高温下替代已经分解的有机硅树脂, 对颜填料起到粘附作用, 使耐高温涂料"二次成膜", 从而使基材起到高温隔热防腐作用。涂层表面在300~ 400℃ 时较为松散且有较多气孔。因为这时低熔点玻璃粉没有完全熔化, 但有机硅树脂的侧基已经开始受热分解并逸出。在500℃ 以后涂层表面变得较为平整, 说明低熔点玻璃粉已经熔化、铺展, 接替有机硅树脂起到二次成膜的作用。600℃ 和700℃ 处理后的涂层表面的粒子变大, 说明低熔点玻璃粉已经进一步熔化、铺展, 并且与涂层中的耐高温颜填料在高温下发生了进一步的化学反应, 形成了一层致密的涂层。
3 结 语
上述有机硅耐高温涂料体系中, 低熔点的玻璃粉是涂层“二次成膜”的主要成因。
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