[发明专利]一种原位陶瓷化耐高温隔热涂层的制备及工艺

说明书

本发明涉及一种适用于发动机排气管、高温蒸汽管道等高温部件的耐高温隔热涂层，具体的是一种原位陶瓷化耐高温隔热涂层。所述涂层由特种耐高温隔热涂层经高温处理原位陶瓷化后形成，所述特种耐高温隔热涂料由耐高温聚硅氧烷(100份)、成瓷填料(10‑50份)、助熔剂(1‑10份)、隔热填料(15‑60份)、增强填料(5‑40份)、耐热稳定剂(1‑10份)等组成。该原位陶瓷化耐高温隔热涂层具有良好的隔热性，且具有比有机隔热涂层更优的耐高温性能、比无机耐高温涂层更优的耐热震性能、附着力，可应用于温度变化较快的高温部位，对高温部位长时间隔热保护。

技术领域

本发明属于功能涂料领域，涉及一种原位陶瓷化耐高温隔热涂层的制备及工艺。该涂料可用于发动机部位、工业锅炉、高温蒸汽管道等高温领域。

背景技术

耐高温隔热涂料在保温节能、隔热防热领域具有重要应用价值，根据成膜物可以划分为有机耐高温隔热涂料和无机耐高温隔热涂料两大类；根据隔热涂层发挥隔热效果的时间可分为短时(几分钟到几十分钟，伴随涂层发生物理化学变化)隔热和长时(几十分钟以上且长时间保持隔热效果)隔热。一般有机耐高温隔热涂层的耐热温度低于500℃，在此温度之上，有机耐高温隔热涂层只能短时发挥隔热效果，例如专利CN102863895A等中所描述的耐高温隔热涂层。无机耐高温隔热涂层耐热温度可到1000℃以上，但无机隔热涂层的附着力低、耐温度冲击性能较差，在温度变化过程中易发生开裂脱落的现象。因此，现有的耐高温隔热涂料不适用于发动机排气管、高温蒸汽管道等温度变化相对较大的高温部件的长时间隔热。

为解决上述问题，采用聚硅氧烷隔热涂料进行原位陶瓷化形成耐高温隔热涂层的方法，陶瓷化之后具备良好的耐高温性同时在烧结过程中与金属基材产生较强的附着力。然而，目前关于有机硅陶瓷化的专利多是集中于实现更低温陶瓷化转变(如CN15924979 A等)，而与隔热相关的则主要通过陶瓷化过程中形成气孔进行隔热，在这个过程中伴随较大的体积收缩，无法应用于制备原位陶瓷化耐高温隔热涂层。

本发明的益处在于具有比有机隔热涂层更优的耐高温性能、比无机耐高温涂层更优的耐热震性能、附着力，适用于发动机排气管、高温蒸汽管道等温度变化相对较大的高温部件的长时间隔热，通过配套面漆之后，还可用于海洋环境下高温部位的隔热防护，例如舰船上高温蒸汽管道；同时该涂层具有陶瓷化体积变化小(内应力低)的特点对高气动加热表面热防护有借鉴意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的原位陶瓷化耐高温隔热涂层，该涂层可在400-900℃加热条件下形成陶瓷化隔热层，涂层陶瓷化后基本不发生体积变化，而且能够在曲面上保持原涂层状态、不发生开裂脱落等问题，陶瓷化后涂层耐温可达1000℃，且具备良好的隔热性和温度冲击性，适用于发动机排气管、高温蒸汽管道等温度变化相对较大的高温部件的长时间隔热。

本发明所述原位陶瓷化耐高温隔热涂层是由特种耐高温隔热涂料经刷涂(或喷涂)、固化再经高温(400-900℃)处理陶瓷化成型。特种耐高温隔热涂料是由A、B和C三组分构成，其中A组分由耐高温聚硅氧烷(100份)、成瓷填料(10-50份)、助熔剂(1-10份)、隔热填料(15-60份)、增强填料(5-40份)、耐热稳定剂(1-10份)以及稀释剂组成，B和C组分则分别由固化剂和催化剂组成。

所述的耐高温聚硅氧烷是指二苯基硅橡胶或甲基苯基硅树脂，所述的二苯基硅橡胶，苯基/Si比为0.12-0.3，更优地，所选的二苯基硅橡胶的苯基/Si比为0.15-0.2，其结构为：

其中，n＝100-600,m＝9-80。

所选的甲基苯基硅树脂的苯基含量为：0.4-0.7、R/Si比为：1.2-1.7，更优地，所选的甲基苯基硅树脂中苯基含量为：0.5-0.6、R/Si比为：1.4-1.6，其结构片段如下所示：