2021年耐高溫涂料

耐高溫涂料耐高溫涂料

耐高溫涂料，一般是指能長期承受200℃以上溫度，并能保持一定物理化學(xué)性能，使被保護(hù)對象在高溫環(huán)境中能正常發(fā)揮作用的特種功能性涂料。耐高溫涂料可以用在鐵、鋼、鋁、陶瓷、玻璃表面，廣泛用于冶金、石油工業(yè)、天然氣開采、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域，最高可以耐400℃甚至更高的溫度。其不僅耐高溫，還有耐熱沖擊和耐磨等性能，通過涂層，可對金屬表面，各種耐火材料表面進(jìn)行表層改性，以達(dá)到提高基體材料的使用性能，同時節(jié)省能源，提高金屬基體材料使用壽命1-2倍以上。耐高溫涂料可分為有機(jī)耐高溫涂料和無機(jī)耐高溫涂料兩大類。耐高溫涂料的種類有機(jī)耐高溫涂料主要是有機(jī)硅類耐高溫涂料，這是因?yàn)楣柩蹑I鍵能高達(dá)443kJ/mol，并且有機(jī)硅高聚物中Si原子上連接的烴基受熱氧化后，生成高度交聯(lián)的Si—O—Si鍵，形成Si—O鏈保護(hù)層，減輕了高溫環(huán)境對高聚物內(nèi)部的影響。無機(jī)耐高溫涂料耐溫可達(dá)400~1000℃甚至更高，但其漆膜脆，硬度高，彎曲時易開裂。耐高溫涂料種類有，有著極低的導(dǎo)熱系數(shù)高溫隔熱保溫涂料、高效的高溫防氧化涂料、耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿的陶瓷高溫防腐涂料、屏蔽電流的高溫絕緣涂料、耐火的無機(jī)耐高溫膠等功能涂料、工業(yè)窯爐遠(yuǎn)紅外節(jié)能漆涂料等。小家電耐高溫涂料-有機(jī)硅涂料

有機(jī)硅涂料是我國應(yīng)用最早而且應(yīng)用最為廣泛的一種小家電耐高溫涂料，種類繁多，制備技術(shù)較為成熟。有機(jī)硅涂料主要由有機(jī)硅樹脂為主要成分，有機(jī)硅樹脂呈現(xiàn)復(fù)雜的網(wǎng)狀交錯結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐高溫性能好。多數(shù)小家電的工作溫度通常在300℃以下，而有機(jī)硅涂料的最高耐溫溫度也可達(dá)300℃，從耐溫性能角度來看，有機(jī)硅涂料是一種非常合適的小家電耐高溫涂料。為了滿足少部分小家電工作溫度超過300℃的實(shí)際需求，涂料生產(chǎn)廠家對有機(jī)硅涂料進(jìn)行了改性處理，基本改性原理就是降低了羥基等不耐高溫成分的含量，增加了Si-O-Si鍵和無機(jī)鹽類耐高溫組分的比例，結(jié)合現(xiàn)代復(fù)合材料先進(jìn)的加工工藝，有機(jī)硅涂料的耐高溫效果顯著改善，甚至可達(dá)600℃。有機(jī)硅樹脂-聚有機(jī)硅氧烷有機(jī)硅涂料中的填料有機(jī)硅涂料的缺點(diǎn)（1）回粘現(xiàn)象。有機(jī)硅涂料制備的涂層在高溫下分子熱運(yùn)動加劇，結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)軟化，在與尖銳的物體接觸時，附在小家電表面上的有機(jī)硅涂層易出現(xiàn)劃傷等損壞涂層現(xiàn)象。（2）安全性問題。有機(jī)硅涂層中存在一些有毒成分，這些成分也會通過滲透逐步從內(nèi)部向表面擴(kuò)散，特別是直接與食物接觸的涂層，可能存在食品安全隱患。（3）耐超高溫問題。隨著部分家電使用溫度的進(jìn)一步提高，小家電的工作溫度甚至高達(dá)600℃，如何進(jìn)一步提高有機(jī)硅涂料的使用溫度成為了一個亟待解決的問題。目前國內(nèi)少數(shù)具有研發(fā)實(shí)力的大型有機(jī)硅涂料生產(chǎn)企業(yè)正在進(jìn)行相關(guān)研究，也取得了一些進(jìn)展，但是離實(shí)際應(yīng)用仍有一段距離。氟碳涂料的優(yōu)缺點(diǎn)

氟碳涂料作為一種新興材料，雖然在國內(nèi)外的實(shí)際應(yīng)用時間尚不長，但是其優(yōu)異的耐高溫性能、強(qiáng)耐蝕性能、自清潔性、強(qiáng)附著性及超耐候性受到了廣泛關(guān)注。氟碳涂料的優(yōu)勢很明顯，但是缺點(diǎn)也很突出。其缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在自身的耐溫、硬度和施工三個方面。常溫狀態(tài)下的氟碳涂料硬度只有2-3H，也就是說常溫狀態(tài)下的氟碳涂料不需要鐵鏟、鋼絲刷，甚至僅僅用手指甲就可以將氟碳涂層劃傷，如電熨斗中使用的氟碳涂料遇到紐扣等較尖銳的物體常出現(xiàn)劃傷損壞涂層現(xiàn)象。氟碳涂料在260℃的環(huán)境中可以穩(wěn)定工作，高于此溫度以后氟碳涂料易于出現(xiàn)融化的現(xiàn)象。氟碳涂料的低硬度決定了氟碳涂料在施工困難，工藝條件難以控制，如何保持氟碳涂料在貼合過程中的粘連性和平滑性尤為重要。小家電領(lǐng)域耐高溫粉末涂料

粉末涂料因無有機(jī)溶劑、無污染、利用率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛認(rèn)可為“4E型”（Efficiency，Excellency，Ecology和Economy）涂料。粉末涂料根據(jù)成膜物質(zhì)的不同通?？煞譃闊崴苄头勰┩苛虾蜔峁绦头勰┩苛?。小家電通常使用的是熱固型粉末涂料，其原理是利用分子質(zhì)量小的樹脂與固化劑在高溫作用發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成網(wǎng)狀大分子涂層。小家電領(lǐng)域應(yīng)用得較多的是聚酯粉末涂料、丙烯酸類粉末涂料、環(huán)氧類粉末涂料和聚氨酯類的粉末涂料。粉末涂料近年來發(fā)展迅速，種類也是越來越多，性能也越來越優(yōu)異。相對成本低廉的小家電，粉末涂料的使用成本仍然很高，希望涂料生產(chǎn)廠家能夠開發(fā)出適用于小家電的低成本高性能的粉末涂料。

遠(yuǎn)紅外輻射涂料是一種耐高溫(溫度可以達(dá)到1700℃)、強(qiáng)輻射率(0.95)、耐蝕性和高耐磨性的特種功能節(jié)能涂料。涂料涂刷在窯爐內(nèi)壁上，通過涂料涂層紅外輻射，改善爐內(nèi)熱交換、提高爐膛內(nèi)溫度場強(qiáng)及均勻性、使燃料燃燒更充分，達(dá)到增加熱效率，大大提高耐火材料熱效率，減少能耗、節(jié)約能源和延長爐體內(nèi)襯使用年限，節(jié)能率高。

遠(yuǎn)紅外輻射耐高溫涂料遠(yuǎn)紅外輻射涂料是以合成樹脂乳液為基料，與填料，優(yōu)質(zhì)顏料及各種助劑，遠(yuǎn)紅外輻射礦物質(zhì)配制而成的。

一般耐火材料的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率一般在0.35左右(如在1100℃下:耐火粘土磚:0.35~0.65，莫來石0.4，氧化鋁0.18~0.52，耐火纖維0.35)。而遠(yuǎn)紅外輻射涂料的發(fā)射率在0.85~0.95，國內(nèi)外有不少公司，如日本日上公司，美國Harbison公司，他們的遠(yuǎn)紅外輻射涂料的發(fā)射率都在0.9以上。

遠(yuǎn)紅外輻射涂料的節(jié)能機(jī)理在于:能增加基體表面黑度，增強(qiáng)基體表面對熱源傳來熱量吸收后的輻射傳熱，而反射部相應(yīng)減少。爐窯內(nèi)襯用耐火材料常溫下的黑度一般為0.6~0.8，隨著爐溫的升高，會大幅度下降，而紅外輻射涂料能減緩這種下降有時甚至可以使其升高。黑體涂料

黑體涂料即：熱輻射節(jié)能涂料又稱遠(yuǎn)紅外輻射涂料，在常溫環(huán)境下應(yīng)用一般稱為輻射散熱降溫涂料。由這些涂料名稱即可看出：黑體涂料均與“輻射”相關(guān)，“黑體”是1862年由基爾霍夫命名并引入熱力學(xué)的一個專用詞，特指理想狀態(tài)下100%吸收輻射波能量而不產(chǎn)生反射、透射的物體，物體不一定是黑色。

熱傳導(dǎo)有熱傳遞、熱對流、熱輻射三種方式。在工業(yè)加熱爐中睡著爐溫的升高，熱輻射成為最主要的熱傳導(dǎo)方式，可占總體熱傳導(dǎo)的90%以上。如何提高爐膛內(nèi)的熱輻射效率成為提高加熱爐效率的關(guān)鍵。含有大量能量的光束，以紅外線形式由眾多光子組成，打在涂刷在爐墻內(nèi)壁及水冷壁表面的耐高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂層上，涂層特種成膜物及顏填料在吸收光子后會引起共鳴震動并產(chǎn)生熱量，被吸收的紅外線能量和涂層吸收并引起原子、分子振動的能量是一樣的，隨著涂層的原子、分子不斷地振動，涂層熱量不斷升高，而光子的能量在被表面物質(zhì)奪走后而消失（光子能量傳遞）。只要涂層處于相對較低的溫度，就會自動捕捉光子提升自身能量。這就是耐高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂料的吸熱原理。耐熱黑體增強(qiáng)遠(yuǎn)紅外輻射涂料漆膜性能改性硅酸鈉溶液，改性硅油43二氧化錳，三氧化二鐵，氧化銅，三氧化二鈷（3：5：1：1）9羧甲基纖維素，有機(jī)膨潤土5偶聯(lián)劑，蓖麻油，松香5二甲苯，正丁醇15高嶺土，二氧化硅20鄰苯二甲酸二丁酯，硅膠3金屬用耐高溫絕緣涂料參考配方高溫節(jié)能耐腐蝕陶瓷涂料配方200目含量為63%的鋯英砂15400目碳化硅+400目石墨粉15300目二氧化鋯+500目氧化鋁15200目高嶺土8氧化鈣+二氧化硅3二氧化鈦+三氧化二鉻3三氧化二鐵+純鐵粉3磷酸二氫鋁30硼酸鈉（分散劑）4鄰苯二甲酸二辛酯（增韌劑）4納米改性高效隔熱涂料參考配方溶膠-凝膠法就是用含高化學(xué)活性組分的化合物作前驅(qū)體，在液相下將這些原料均勻混合，并進(jìn)行水解、縮合化學(xué)反應(yīng)，在溶液中形成穩(wěn)定的透明溶膠體系，溶膠經(jīng)陳化膠粒間緩慢聚合，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠，凝膠網(wǎng)絡(luò)間充滿了失去流動性的溶劑，形成凝膠。凝膠經(jīng)過干燥、燒結(jié)固化制備出分子乃至納米亞結(jié)構(gòu)的材料。

蛭石是一種水合物，呈塊狀、片狀和粒狀，是黑云母等天然礦物風(fēng)化蝕變的產(chǎn)物。其層間水分子經(jīng)高溫灼燒，體積增大18-25倍。富含氮、磷、鉀、鋁、鐵、鎂、硅酸鹽等成分。蛭石粉由生蛭石原礦經(jīng)高溫焙燒，篩選，研磨加工成粉末狀。

莫來石（或莫乃石、Aluminumsilicate）指的是一系列由鋁硅酸鹽組成的礦物統(tǒng)稱。

海泡石是一種具層鏈狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂硅酸鹽黏土礦物?？沙洚?dāng)懸浮劑用于涂料中，防止色素在貯藏時沉淀。作為增稠劑的海泡石粉還能提供適當(dāng)?shù)恼扯?。作為觸變劑，使用時用刷子、輥筒或噴霧器，涂料不發(fā)生沉淀。參考文獻(xiàn)-1參考文獻(xiàn)-2參考文獻(xiàn)-3中北大學(xué)碩士學(xué)位論文：環(huán)氧-有機(jī)硅耐高溫涂料的研制李小蘭2006年噴涂施工：準(zhǔn)備工作與前處理過濾與噴涂烘烤耐高溫涂料的未來發(fā)展-1

涂料顆粒的超細(xì)化：涂料顆粒在超細(xì)化、納米化后增加了粒子間的平均間距，減小了單位體積內(nèi)的粒子數(shù)，降低了其密度，能夠提高熱輻射的透射深度以降低吸收指數(shù)和折射系數(shù)，從而達(dá)到提高物體發(fā)射率與吸收率的效果。超細(xì)顆粒在基體上的附著力極強(qiáng)，甚至有部分極細(xì)的顆粒能夠滲透到基體材料內(nèi)，類似于滲鋁、滲碳等工藝，這樣就完全改變和強(qiáng)化了基體材料的表面性能，可完全消除涂層脫落及使用效果下降等現(xiàn)象，表面即使是在極端的急冷急熱條件下，也不會有爆裂和脫皮等現(xiàn)象發(fā)生。同時涂料顆粒超細(xì)化、納米化之后，涂層的表面能會大幅度減小，從而使涂層表面不沾灰、不沾油、不易污染、不易被覆蓋，這對涂層長期穩(wěn)定的高效利用是一個可靠的保證。另外，超細(xì)化從根本上徹底解決了涂料懸浮性差和保存期短的問題。

涂料成分的復(fù)合化：一般常用的輻射基料種類很多，如碳化硅、氧化鋯或鋯英砂粉、氧化鉻、氧化錳等，但這些材料均有各自的不足，例如:碳化硅含量增加時，輻射率的增加程度有限，而且在高溫下還有氧化反應(yīng)發(fā)生，使其輻射性能受到抑制；而氧化鋯或鋯英砂粉、氧化鉻等材料的輻射率均隨溫度的升高而下降。因此，單獨(dú)使用這些材料并不能有效增加其高溫下的輻射能力。解決這一問題的辦法就是采用多種材料成分復(fù)合化，使物體在不同溫度下和不同波長范圍內(nèi)的輻射特性能夠互補(bǔ)而相互增強(qiáng)。除輻射基料外，涂料中的粘結(jié)劑也應(yīng)采用性能互補(bǔ)的復(fù)合粘結(jié)劑，以使涂料不僅具有較高的強(qiáng)度，還具有較大的韌性，而且還要耐高溫。這些多方面的性能要求是一般單一粘結(jié)劑(如水玻璃粘結(jié)劑、磷酸鹽粘結(jié)劑等)所無法達(dá)到的。同時，還要加入分散劑、表面活性劑、成膜物質(zhì)等輔助成分，以使涂料具有良好的成膜性能、懸浮性能等。耐高溫涂料的未來發(fā)展-2航天飛機(jī)隔熱瓦：約3厘米厚的隔