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有机硅基耐高温涂层研究

作　者: 陈琳
导　师: 黄玉东
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 化学工程
关键词: 耐高温涂料 硅树脂 无机填料 耐高温机理
分类号: TQ637
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着宇航技术的进一步提高,宇航飞机的速度越来越快,天线罩结构要能经受外部恶劣环境的作用。因此有必要利用耐高温涂层对天线罩进行保护,使其具有高温强度、优良的抗氧化、抗腐蚀性。但是现有的耐高温涂层的耐热温度都在700℃以下,我国迫切的需要耐热温度更高的耐高温涂层,对耐高温涂层的研制越来越紧迫。本文针对有机硅耐高温涂料的配方及耐高温机理进行了研究。确定了以有机硅树脂作为耐高温涂料的成膜物,选择了滑石粉、云母粉、高岭土、二氧化钛、硫酸钡、二氧化硅及氧化铝作为无机填料。通过对添加不同无机填料量的耐高温涂层的耐高温性能、热失重、硬度、耐水性、粘附性的测试,确定了有机硅树脂与无机填料之间的最佳比例为40:60。通过对涂层各项性能的测定,确定了耐高温涂料HIT-1配方:硅树脂20g、滑石粉7.05g、云母粉3.75g、高岭土15g、二氧化钛3.75g、二氧化硅0.45g及适量甲苯。涂层硬度为4H,可在600℃700℃条件下使用,同时确定涂层的最佳厚度为0.2mm0.3mm。通过对HIT-1的改进,确定耐高温涂料HIT-2配方:硅树脂20g、滑石粉7.05g、Al2O3 3.75g、高岭土15g、二氧化钛3.75g、二氧化硅0.45g及适量甲苯作为溶剂。涂层可在800℃高温下使用,硬度为6H,与基材的附着力为2级,具有良好的耐水性,可在800℃高温条件下使用。通过扫描电子显微镜、红外分析仪、小角X射线衍射仪、热分析仪,对HIT-2固化后及高温处理后涂层的表面及成分进行分析。其耐高温原理为:在较低温度时,硅树脂本身具有优良的承受高温的能力,涂层具有好的耐热性能;在较高温度时,硅树脂主链发生断裂,生成的Si-O短链对涂层具有支架的作用,涂层表面形成硅层。无机物之间进行反应生成的Al2（SiO4）O是优异的耐高温材料,且高温生成的低熔点相Al（OH）3可对涂层起到愈合作用。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-17
  1.1 课题来源、目的及意义  9
  1.2 耐高温涂料  9-13
    1.2.1 耐高温涂料的分类  9-11
    1.2.2 无机耐高温涂料  11-13
    1.2.3 有机耐高温涂料  13
  1.3 有机硅耐高温涂层  13-16
    1.3.1 有机硅涂层耐高温机理  14-15
    1.3.2 国内外研究进展  15-16
  1.4 本文主要研究内容  16-17
第2章 实验材料及方法  17-22
  2.1 主要化学试剂和仪器设备  17-18
    2.1.1 主要化学试剂  17
    2.1.2 仪器和设备  17-18
    2.1.3 试剂的处理  18
  2.2 有机硅耐高温涂料的制备及性能表征  18-22
    2.2.1 基体材料涂覆前预处理  18-19
    2.2.2 耐高温涂层的制备  19-20
    2.2.3 耐高温涂料的性能表征  20-22
第3章 有机硅耐高温涂料的研制  22-39
  3.1 前言  22
  3.2 有机硅耐高温涂料配方选择  22-25
    3.2.1 成膜物的选择  22-24
    3.2.2 无机填料的选择  24-25
    3.2.3 溶剂的选择  25
  3.3 涂料配方HIT-1 的研究  25-31
    3.3.1 耐高温涂层的初步探索  25-26
    3.3.2 无机填料加入量的研究  26-31
  3.4 涂料配方HIT-2 的研究  31-38
    3.4.1 各配方涂料涂覆效果图及高温灼烧后效果图  31-33
    3.4.2 各配方涂层热失重分析  33-34
    3.4.3 各配方涂覆涂层及灼烧后硬度  34-35
    3.4.4 涂层对底材的附着力  35-36
    3.4.5 涂层耐水性  36-37
    3.4.6 涂层表面形貌  37-38
  3.5 本章小结  38-39
第4章 HIT-2 耐高温涂层耐高温机理的研究  39-49
  4.1 前言  39
  4.2 涂层的表面分析  39-43
    4.2.1 涂层表面形貌分析  39-41
    4.2.2 涂层表面元素分析  41-43
  4.3 耐高温涂层成分分析  43-47
    4.3.1 耐高温涂层灼烧前后红外分析  43-44
    4.3.2 耐高温涂层的XRD 分析  44-47
  4.4 耐高温涂层热分析  47
  4.5 本章小结  47-49
结论  49-50
参考文献  50-54
致谢  54

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 涂料工业 > 专用漆料
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