[发明专利]一种有机硅防护涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂层及其制备方法。

背景技术

有些陶瓷、金属等材料无法直接满足高马赫数、高温等恶劣环境的使用要求，因此极有必要对这类材料进行保护，在其表面涂覆耐高温的防护涂层正是解决此类问题的有效措施。有机硅树脂是目前研究和应用较多的一类涂层成膜物，具有优良的耐腐蚀、耐辐射、耐大气老化、电绝缘性和防水性等，目前这类涂层的耐热温度一般在300～500℃之间，这极大地制约了需要在更高温度下工作的设备，如天线罩、航空发动机、燃气轮机等设备的应用和发展；另外有机硅树脂也存在固化温度高(一般为150～300℃)、固化时间长(一般为12～20h)、对基材的附着力差、漆膜的机械强度较低等问题。

发明内容

本发明是要解决现有有机硅树脂涂层存在耐热温度低、固化温度高、固化时间长的问题，而提供一种有机硅防护涂层及其制备方法。

本发明的一种有机硅防护涂层按重量份数比由18～32份甲基苯基硅树脂、6～11份滑石粉、3～6份Al₂O₃、13～24份高岭土、3～6份TiO₂、0.4～1份SiO₂和3～8.6份甲苯制备而成。

上述有机硅防护涂层的制备方法按以下步骤进行：一、按重量份数比称取6～11份滑石粉、3～6份Al₂O₃、13～24份高岭土、3～6份TiO₂、0.4～1份SiO₂、18～32份甲基苯基硅树脂和3～8.6份甲苯；二、将步骤一中称取的滑石粉、Al₂O₃、高岭土、TiO2和SiO₂放入球磨机中，球料质量比是(3～8)∶5，在转速为380～500r/min的条件下球磨6～10h，得到无机填料预混料；三、将步骤一中称取的甲基苯基硅树脂与甲苯混合，得到混合液；四、将步骤二所得的无机填料预混料加入到步骤三的混合液中，超声分散20～30min，得到涂料；五、将步骤四得到的涂料采用刮涂的方法在基底上制备成厚度为0.2～0.3mm的涂层，将基底及涂层放在120℃烘箱中，固化1～2h，得到有机硅防护涂层。

本发明所用原料中，甲基苯基硅树脂为涂层成膜物，其具有良好的耐热、耐候性能，是涂层的主要成分，起到连续相的作用，可提高涂料对基材的附着力，改善涂层的综合性能；滑石粉具备良好的助流、耐火性，熔点高、化学性不活泼、吸附力强，可抑制无机成分的沉降，使涂层平滑，还可提高涂层的硬度、增加涂料的细度；Al₂O₃是两性氧化物，化学稳定性高，可涂料提高涂层的耐热性，降低热膨胀系数，且其在高温下可以与其他物质发生反应而填补空隙；高岭土具有良好的可塑性、高的粘结性及较好的耐火性，可增加涂层与基材的粘接性能及耐热性；TiO₂拥有良好的光散射能力，同时具有优良的耐高温性能和化学稳定性，可对介质的稳定性起到保护作用，并能增强涂层的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长涂层寿命；SiO₂主要用于增加涂层的强度；甲苯是溶剂，其用量不可过多，否则会导致涂料粘度过低，成膜性能差，亦不可过少，否则会在固化过程中产生气泡，影响涂层性能。

本发明的有益效果是：本发明所制得的涂层均匀致密，涂层中填料分散均匀，填料与基料结合效果好；涂层硬度较高，其硬度为6H；涂层耐水性良好、耐热性较高，800℃下烧蚀30min后骤冷至室温，涂层无开裂、脱落现象；使用简单方便，粘接性能好；本发明方法工艺简单，与传统方法相比，涂层的固化温度降低为120℃，固化时间减少到1～2h，所得涂层的各项性能良好，其使用温度提高到800℃，较现有的有机硅树脂涂层的使用温度提高了300～500℃。

附图说明

图1为热重(TG)曲线图，虚线代表实施例6的有机硅防护涂层的TG曲线，实线代表甲基苯基硅树脂的TG曲线；图2为实施例6的有机硅防护涂层的照片；图3为图2中的有机硅防护涂层在800℃，烧蚀30min后骤冷至室温的照片；图4为实施例6的有机硅防护涂层在室温下于蒸馏水中浸泡5天后的照片；图5为实施例6的有机硅防护涂层的扫描电镜照片。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。