无机耐高温涂层的制备

1、一般涂料在高温条件下会发生热降解和碳化作用，,导致涂层破坏，不能起到保护作用。,耐高温涂料在高温条件下不龟裂、不起泡、不剥落，,仍能保持一定的物理机械性能，使物件免受高温化学腐蚀，,热氧化。,耐高温涂料广泛应用于烟囱、高温蒸汽管道、热交,换器、高温炉、石油裂解设备等方面。,有机耐高温涂料：有机硅、酚醛树脂、改型环氧、,聚氨酯，耐热温度低于,600,度，易燃烧，成本高。,无机耐高温涂料：耐热温度高、耐燃性好、硬度高、,寿命长、污染小、成本低。,无机耐高温涂料的性能和应用：,一、实验目的,?,1.,了解无机耐高温涂料的性能和应用。,?,2.,学习一种无机硅酸盐耐高温涂料的制备方法。,3,通过实验方

2、案设计，提高分析问题和解决问题,的能力。,二、实验原理,本实验所制备的硅酸盐耐高温无机涂料是使用无机,物硅酸钠、二氧化硅、二氧化钛等耐酸耐碱性好的氧化,物，按一定比例混合均匀，涂于需要的底材上，在一定,温度下烘烤后，可形成,致密、均匀、耐高温、抗氧化、,耐老化、耐酸耐碱,性能较好的涂层。,它是以硅酸钠和二氧化钛为成膜物质，通过,水分蒸,发和分子间硅氧键,的结合所形成的无机高分子聚合物来,实现成膜，对光、热和放射性具有稳定性，同时二氧化,钛具有很好的,着色力、遮盖力以及化学稳定性，故该涂,料有,优良的耐热和耐老化性能以及良好的附着力,。,成膜原理,首先，液体钠水玻璃不同于一般的无机盐水溶液，它,

3、具有一定聚合度硅酸的胶质溶液,一方面：在水溶液中水解成硅酸：,NaO,2,.,mSiO,2,+(2m+1)H,2,O,2,NaOH+mSi(OH),4,另一方面：当钠水玻璃涂料布于物体表面之后，会与空气,中的二氧化碳发生反应，也有硅酸生成：,NaO,2,.,mSiO,2,+2mH,2,O+CO,2,Na,2,CO,3,+mSi(OH),4,由于硅酸具有自聚合的特性：,nSi(OH),4,Si(OH),4,n,其中聚合度,n,不等于模数,m,，一般,nm,而且随着模数,m,的增加，而,n,更快地增加。,Si(OH),4,SiO,2,+2H,2,O,再加之水分的不断蒸发，最后缩合成“,-Si-O-

4、Si-,”,，从,而形成无机涂层。,网状结构的涂层,三、仪器与试剂,?,仪器：,托盘天平,研钵,(2,只,),马弗炉,磁力搅拌器,烧杯（,100mL,）铁片,量筒（,10mL,）,玻璃棒,钢尺,小刀,胶头滴管,胶带,?,试剂：,Na,2,SiO,3,.9H,2,O,（,A.R,）,SiO,2,(A.R),TiO,2,(C.R),6mol/L,的盐酸溶液,40%,的氢氧化钠溶液,研钵中,研磨,1gNa,2,SiO,3,9H,2,O,0.6gSiO,2,0.8gTiO,2,80,恒温箱,0.5mL,水,烧杯内,白色糊,状物,白色的,耐高温,涂层,搅拌均匀,至少,5min,置于,室温,20min,涂

5、于底,材表面,20min,四、实验内容及步骤,300,马弗炉,配料比的改变对涂层的附着力、固化效果、,耐热性均会产生影响。如增加,Na,2,SiO,3,9H2O,、,SiO,2,的用量，使固化效,果变差，不耐水；增加,TiO,2,的用量会使附,着力差；减少,Na,2,SiO,3,9H,2,O,、,SiO,2,的用,量，会导致附着力变差；减少,TiO,2,的用量，,则涂层不耐水，附着力差。,涂层在,300 -,600间的任何温度,下烘烤，对涂层性能影响不大。若涂,层自然晾干或烘干的最高温度低于,300时，所得到的涂层固化效果不,好，附着力差，易脱落。耐酸，耐碱，,耐水性能差。,涂层性能检测,?,

6、1,、附着力测试（划格法）：,用美工刀和钢尺在涂层上划,11,条直线，横竖,交叉，间距,1mm,的方格,10,个；用专用胶带密,实地粘在格子上，然后呈,45,角用力将胶带揭,下；如方格无脱落则判定附着力为,100/100,1,个脱落判定为,99/100,，依此类推。,2,、耐酸性和耐碱性：,在涂层上用滴管分别滴加,6mol/L,盐酸溶液，,40%,的氢氧化钠溶液各,2,滴于不同地方，分别,在,5min,、,5h,后观察涂层有无失光，起泡，脱落,，变黄等现象。,五、实验结果,涂层性能记录表,测试性能,测试结果,附着力,73/100,耐酸性（,5min,）,基本无变化,耐碱性（,5min,）,基本无变化,耐碱性（,5h,）,涂层表面完好,耐酸性（,5h,）,涂层有些许失光、脱,落现象,由记录表能够明显,看出，本实验的产物附,着力较好，耐碱性良好，,但是耐酸性不足,。,七、实验心得,通过这次试验，很好地培养了本人的耐心、,细心程度。砂纸打磨的时候力道要足而均匀，,次数要多到使表面发光。研磨的时候亦是如此,，要使样品细腻均匀，水量适中，才能够使接,下来的涂层涂抹得厚薄得宜、均匀平整。涂抹,的时候要力道适中，