0 引言
耐高温涂料一般是指在200℃以上漆膜不脱落、仍能保持适当物理- 机械性能的涂料。其应用非常广泛：例如冶金行业使用的热连轧机、板坯连铸机、高炉焦炉等表面；石化行业使用的高温裂解炉；热力发电行业蒸汽锅炉的表面；汽车的排气管和发动机外壳；航天航空器等设备。
一般耐高温涂料分为两大类：一类是以有机硅树脂为代表的有机耐高温涂料，另一类为无机耐高温涂料。无机耐高温涂料品种较少，且力学性能等相对较差，因此有机耐高温涂料发展较快，其应用范围也越来越广泛。
一般耐高温涂料分为两大类：一类是以有机硅树脂为代表的有机耐高温涂料，另一类为无机耐高温涂料。无机耐高温涂料品种较少，且力学性能等相对较差，因此有机耐高温涂料发展较快，其应用范围也越来越广泛。
在飞机等一些特殊的应用场合，涂层耐受高温性的同时，还需具有良好的绝缘性能，这对涂层提出了极苛刻的要求。本研究利用有机硅树脂和绝缘填料，制备了一种能长期耐600℃、短期耐700℃的耐高温绝缘涂料，经航空厂十多年应用，效果良好。
1 试验部分
1 试验部分
1.1 原材料
有机硅树脂：道康宁等；陶瓷粉、玻璃粉、石英砂、碳化硅、滑石粉、磷酸锌、二甲苯、乙酸丁酯：工业品；助剂：BYK。
1.2 仪器设备
分散机：德国DISPERMAT 公司；盐雾试验箱：美国Q-PANEL 公司；湿热试验箱：美国Q-PANEL公司；烘箱：上海实验仪器厂。
1.3 涂料/ 涂层制备
1.3.1 涂料制备
按表1 配比在有机硅树脂中加入陶瓷粉、玻璃粉、石英砂、碳化硅、滑石粉、磷酸锌等颜填料及助剂、少量溶剂，搅拌均匀，然后用砂磨机研磨至规定的细度，加入溶剂分散，过滤，即得成品涂料。
1.3.2 涂层制备
涂层的制备包括底材处理、涂料的施工和涂层固化。
底材处理：将45# 钢板用有机溶剂除油、打磨除锈，再用溶剂清洗干净，干燥。
涂料施工：将涂料各组分按规定的配比混合，搅拌均匀，空气喷涂在钢板上，表干后再进行下一道施工。涂层厚度控制在50~100 μm。
涂层固化：将施工完毕的钢板常温放置1 h 后，放在200℃烘箱中，2 h 后即可完全固化。
1.4 性能测试
1.4.1 耐热性
按GB/T 1735—2009《色漆和清漆 耐热性的测定》进行耐热性测试：将涂装了耐高温涂料的钢板试片放入烘箱中，从室温升至700℃，保温5 h ；再冷却至室温后取出。用放大镜观察涂层表面状况，用500 V 摇表测试涂层电阻。
1.4.2 耐环境性
按GB/T 1733—1993《漆膜耐水性测定法》进行耐水性测试；按GB/T 1734—1993《漆膜耐汽油性测定法》进行耐油性测试；按GB/T 1771—2007《色漆和清漆 耐中性盐雾性能的测定》进行耐盐雾性测试；按GB/T 1740—2007《漆膜耐湿热测定法》进行耐湿热性测试。试验结束后，检查涂层表面状况。
1.4.3 力学性能
按GB/T 1731—1993《漆膜柔韧性测定法》进行柔韧性测试；按GB/T 1732—1993《漆膜耐冲击测定法》进行耐冲击性测试；按GB/T 1730—1993《漆膜硬度测定法 摆杆阻尼试验》中A 法进行硬度测试。
2 结果与讨论
2.1 耐高温树脂体系的选择
有机硅树脂以Si—O 键为主链，其键能为443.7 kJ/mol，较C—C 键能（347 kJ/mol）高很多。由于Si—O 键极性大、键能高，在高温下不易断裂，提高了树脂的热稳定性。在温度超过有机硅树脂
的分解温度时，有机硅树脂的硅烷键断裂分解，而残余的Si—O 键可与部分颜填料及Fe 结合，生成Si—O—（Fe）合金层。合金层的形成大大提高了涂层与基材的黏结能力，不仅热、氧不易侵入，而且涂层的附着力进一步提高，大幅提升耐高温性。因此，高温环境下使用有机硅涂料，对树脂和颜填料的选择与匹配有较高要求。选用国内外耐高温性较好的5 种有机硅树脂进行试验，试验结果见表2。
由表2 可见：道康宁4# 有机硅树脂的耐温性和绝缘性良好，漆膜硬度较高，且涂料施工性能优良，缺点是固化温度较高。为达到较高的涂料性能，选用道康宁4# 有机硅树脂作为耐高温绝缘涂料的基料。
2.2 颜填料的选择
有机硅树脂本身的分解温度一般在300℃以下，分解后，主要形成Si—O 键的形式与颜填料结合，因此，颜填料的选择与配比直接影响涂料的耐高温性。颜料主要考虑耐受高温后能够保持颜色基本不变。因客户需要黑色涂料，普通的黑色颜料（如炭黑、石墨等）在700℃高温下会全部氧化，从而导致涂层变色，因此，考虑选用黑色金属氧化物和陶瓷粉。选用颜填料的另一重点是考虑能与有机硅树脂在高温时交联成膜。经实验，选用了黑色陶瓷粉。同时，通过加入不同熔点的玻璃粉填料，以增强硅氧键的保护效果。玻璃粉填料在没到其熔点之前呈分散的片状结构，在其熔点附近的高温条件下，玻璃粉填料熔融成膜，起着高温防护的作用。另外，涂层还应具有一定的防腐性，选用陶瓷粉、玻璃粉、石英砂、碳化硅、滑石粉、磷酸锌等颜填料进行复配试验。不同颜基比对涂层性能的影响见表3。
由表3 可见：本涂料体系颜基比较高，这一点与常规溶剂型涂料不同。当颜基比较低时，在高温下，涂层易开裂，说明颜填料不足以与残余树脂连接成膜；当颜基比过高时，树脂不能完全浸润颜填料，导致涂层表面状态粗糙，涂层耐水性低。根据试验结果，选用涂料的颜基比为2.0，此时，涂层的耐温性和耐水性均较好。
2.3 助剂的选择
由于涂料颜基比较高，在贮存期间涂料易沉降，在施工时，加入部分溶剂，沉降更为明显。因此，在涂料中加入防沉剂，以改善防沉降性，试验结果见表4。
由表4 可见：防沉剂的加入，明显改善了涂料的防沉降性，对涂层电阻的影响不明显，但对涂层的耐温性影响极大。这可能是防沉剂的加入改变了颜填料的分布，从而改变了涂层高温后的结构所致。根据试验结果，选用3# 防沉剂体系。
2.4 涂料/ 涂层的性能
对研制的有机硅耐高温绝缘涂层进行检测，其各项性能检测结果见表5。
由表5 可见：涂层的耐温性和绝缘性优良，同时，涂料的综合性能良好。该涂料已在飞机部件上应用十余年。应用结果表明，涂层性能良好，耐温性达到要求，综合性能满足使用要求。
3 结语
以有机硅树脂为主成膜物，配以适当的颜填料、助剂和溶剂等，制备成一种耐温达700℃的有机硅耐高温绝缘涂料。该涂料同时具有良好的物理- 机械性能和一定的防腐蚀性能，在飞机上实际使用，效果良好。
