W61-800各色有机硅耐高温涂料研究
□ 孙振红，李华明，周晓红，王天祥
(西北永新化工股份有限公司，兰州 730046)

0 前 言
针对各种耐高温设备如高炉、壁炉、锅炉、热风炉内外壁、烟囱、烟道、排气管、热交换器工艺品、油气田管道及设备、炼钢设备及管道等表面的高温氧化腐蚀问题，行之有效的解决方法就是采用耐高温抗氧化涂层保护。耐高温防护涂料以制作方便、成本低廉在现代工业、军事、航天等领域得到广泛应用[1]。目前市场上耐高温涂料主要为无机耐高温涂料和有机耐高温涂料两大类。其中，无机耐高温涂料主要有陶瓷涂料、硅酸盐类涂料、磷酸盐类涂料和富锌底漆等；有机耐高温涂料主要有氟树脂涂料、杂环聚合物涂料和有机硅耐高温涂料等[2]，有机硅树脂由于其主链的硅氧键键能很强，所以具有很好的耐热性，以有机硅树脂作为耐高温涂料成膜物为普遍[3]。有机硅树脂还具有有机基团，兼有无机和有机的双重性能。有机硅树脂用其他树脂改性，或拼用特殊的颜
填料，具有良好的施工性能、涂膜物理化学性能及特殊耐热性能，因而得到了广泛应用。本研究以改性有机硅树脂为基料，搭配适量的耐热颜料、填料、助剂、溶剂等，研制了一种耐800 ℃有机硅耐高温涂料，讨论了颜填料的具体作用并给出建议配方及产品检测结果，希望能解决部分设备的高温氧化腐蚀问题。

1 试验部分
1.1 原材料
改性有机硅树脂，固体分含量48%±2%，武汉现代，工业品；金红石型钛白粉、氧化铁红、云母粉、陶瓷粉、低熔点玻璃粉、石英粉、石棉粉、防沉剂、分散剂、溶剂，工业品；钴蓝、钴绿、铜铬黑、钛铬棕等颜料，湖南巨发科技有限公司，均为工业级。
1.2 主要检测及生产设备
马弗炉SX-8-16，天津市中环试验电炉有限公司；JOV13恒温恒湿空调，约顿；Q-PANEL人工加速老化箱，美国；耐盐雾腐蚀试验箱，上海试验仪器厂；SK450振荡式混合机，美国；GFJ-0.4高速分散机，上海涂墨化工机械有限公司。
1.3 生产工艺
将改性有机硅树脂、分散剂、防沉剂、助溶剂按配方量准确配制，用GFJ-0.4高速搅拌分散均匀后。再按照先轻后重、先少后多的原则加入颜料、填料，高速(1 200～1 500 r/min)分散均匀，再用SK450振荡式混合机振荡研磨至60 μm以下，加入低熔点玻璃粉高速分散约3 h，再加入消泡剂、流平剂等助剂，用专用稀释剂调整黏度到合适的范围，检测，合格后过滤包装。
1.4 性能测试
耐热性能：由于普通喷砂钢板(厚度为0.8～1.2mm)在约800 ℃高温的马弗炉内出现严重弯曲变形现象，现选择厚度为6～8 mm的钢板。钢板表面在涂装底漆前应喷砂处理达到Sa2.5级，不便喷砂处理采用动力工具除锈至St3级(ISO 8501-1:1988)。表面不允许有焊渣、药皮、电弧烟尘，边角不允许有毛刺及未除去的锈斑。表面不平处或其他因喷砂处理引起的表面瑕疵须设法磨平、填补或适当处理。钢板在表面处理后4 h内上喷涂W61-800耐高温涂料，试样在恒温恒湿室[(25±2) ℃，57%±2%]自然干燥48 h，放入马弗炉中，调温至800 ℃并保持恒温8 h后取出，冷至室温，用放大镜观察涂层表面状况，如无龟裂、起泡、脱落现象，即说明涂层耐热性能良好[4-5]。冷热交变性能：涂装后的样板经过持续800 ℃保持8 h后，取出，冷至室温25 ℃；重新放入马弗炉中，经过2 h高温后，取出，冷至室温。反复多个周期，用放大镜观察涂层表面状况，如无龟裂、起泡、脱落现象，即说明涂层耐冷热交变性能良好[4-5]。其他指标按相应国标：涂膜制备参照GB/T 1727-
92；涂膜颜色与外观按GB 1729-79测试；细度按GB/T1724-79测试；黏度按GB 9269-88测试；附着力按GB/T 1720-1979测试；柔韧性按GB/T 1731-1993测试；冲击强度按GB/T 1732-1993测试；干燥时间按GB/T1728-1979测试；耐水性按GB/T 1733-1993测试；耐盐水性按GB/T 1763-1979测试；耐热性按GB 1735-79测试；耐人工老化按GB/T 1765-97测试；耐盐雾按GB/T1740-79(89)测试。

2 结果与讨论
2.1 涂料主要成分的筛选
2.1.1 有机硅树脂的筛选[5]
以国产有机硅树脂与进口硅酮树脂对比耐高温涂料性能(见图1)，基本检测数据显示，采用进口树脂制备的耐高温涂料在耐热性，尤其在耐冷热交变性、耐介质等方面性能基本相当。

由图1可知，进口树脂制漆成本较高，基本是自产树脂制漆价格的2～1.5倍。在配方设计时，选择武汉现代改性有机硅树脂。
2.1.2 耐高温颜料的选择
目前国内有机硅耐高温涂料多以灰色系、黑色或铝色为主，颜色比较暗，其他鲜艳的颜色如红色、黄色、棕色、绿色、蓝色较少或基本没有。为丰富国内有机硅涂料产品色彩，满足市场需求，拟开发耐800℃的彩色高温有机硅耐热涂料。通过对上海、湖南等4家公司颜料高温下色相变化对比试验[2]，并综合考虑颜料耐紫外线、耐酸碱腐蚀、分散性、着色力等特点，结合生产成本、客户响应速度，后选择湖南巨发科技公司的钴蓝、钴绿、铜铬黑、钛铬棕等高性能环保复合无机颜料。白、红选择常用的金红石型钛白粉和氧化铁红作为W61-800各色有机硅耐高温涂料的主颜料，耐高温颜料主要技术指标见表1。