專利名稱：一種有機(jī)硅防護(hù)涂層及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂層及其制備方法。
背景技術(shù)：
有些陶瓷、金屬等材料無法直接滿足高馬赫數(shù)、高溫等惡劣環(huán)境的使用要求，因此極有必要對這類材料進(jìn)行保護(hù)，在其表面涂覆耐高溫的防護(hù)涂層正是解決此類問題的有效措施。有機(jī)硅樹脂是目前研究和應(yīng)用較多的一類涂層成膜物，具有優(yōu)良的耐腐蝕、耐輻射、耐大氣老化、電絕緣性和防水性等，目前這類涂層的耐熱溫度一般在300 500°C之間，這極大地制約了需要在更高溫度下工作的設(shè)備，如天線罩、航空發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等設(shè)備的應(yīng)用和發(fā)展；另外有機(jī)硅樹脂也存在固化溫度高(一般為150 300°C )、固化時間長(一般為12 20h)、對基材的附著力差、漆膜的機(jī)械強(qiáng)度較低等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有有機(jī)硅樹脂涂層存在耐熱溫度低、固化溫度高、固化時間長的問題，而提供一種有機(jī)硅防護(hù)涂層及其制備方法。本發(fā)明的一種有機(jī)硅防護(hù)涂層按重量份數(shù)比由18 32份甲基苯基硅樹脂、6 11份滑石粉、3 6份Al203、13 24份高嶺土、3 6份Ti02、0. 4 1份SiR禾Π 3 8. 6份甲苯制備而成。上述有機(jī)硅防護(hù)涂層的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按重量份數(shù)比稱取6 11份滑石粉、3 6份Al203、13 M份高嶺土、3 6份Ti02、0. 4 1份Si02、18 32份甲基苯基硅樹脂和3 8. 6份甲苯；二、將步驟一中稱取的滑石粉、Al2O3、高嶺土、Ti02和SW2放入球磨機(jī)中，球料質(zhì)量比是(3 8) 5，在轉(zhuǎn)速為380 500r/min的條件下球磨6 10h，得到無機(jī)填料預(yù)混料；三、將步驟一中稱取的甲基苯基硅樹脂與甲苯混合，得到混合液；四、將步驟二所得的無機(jī)填料預(yù)混料加入到步驟三的混合液中，超聲分散20 30min，得到涂料；五、將步驟四得到的涂料采用刮涂的方法在基底上制備成厚度為0. 2 0. 3mm的涂層，將基底及涂層放在120°C烘箱中，固化1 池，得到有機(jī)硅防護(hù)涂層。本發(fā)明所用原料中，甲基苯基硅樹脂為涂層成膜物，其具有良好的耐熱、耐候性能，是涂層的主要成分，起到連續(xù)相的作用，可提高涂料對基材的附著力，改善涂層的綜合性能；滑石粉具備良好的助流、耐火性，熔點(diǎn)高、化學(xué)性不活潑、吸附力強(qiáng)，可抑制無機(jī)成分的沉降，使涂層平滑，還可提高涂層的硬度、增加涂料的細(xì)度；Al2O3是兩性氧化物，化學(xué)穩(wěn)定性高，可涂料提高涂層的耐熱性，降低熱膨脹系數(shù)，且其在高溫下可以與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而填補(bǔ)空隙；高嶺土具有良好的可塑性、高的粘結(jié)性及較好的耐火性，可增加涂層與基材的粘接性能及耐熱性；TiA擁有良好的光散射能力，同時具有優(yōu)良的耐高溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性，可對介質(zhì)的穩(wěn)定性起到保護(hù)作用，并能增強(qiáng)涂層的機(jī)械強(qiáng)度和附著力，防止裂紋，防止紫外線和水分透過，延長涂層壽命；SiO2主要用于增加涂層的強(qiáng)度；甲苯是溶劑，其用量不可過多，否則會導(dǎo)致涂料粘度過低，成膜性能差，亦不可過少，否則會在固化過程中產(chǎn)生氣泡，影響涂層性能。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所制得的涂層均勻致密，涂層中填料分散均勻，填料與基料結(jié)合效果好；涂層硬度較高，其硬度為Ml ；涂層耐水性良好、耐熱性較高，800°C下燒蝕30min后驟冷至室溫，涂層無開裂、脫落現(xiàn)象；使用簡單方便，粘接性能好；本發(fā)明方法工藝簡單，與傳統(tǒng)方法相比，涂層的固化溫度降低為120°C，固化時間減少到1 池，所得涂層的各項(xiàng)性能良好，其使用溫度提高到800°C，較現(xiàn)有的有機(jī)硅樹脂涂層的使用溫度提高了300 500"C。


圖1為熱重(TG)曲線圖，虛線代表實(shí)施例6的有機(jī)硅防護(hù)涂層的TG曲線，實(shí)線代表甲基苯基硅樹脂的TG曲線；圖2為實(shí)施例6的有機(jī)硅防護(hù)涂層的照片；圖3為圖2中的有機(jī)硅防護(hù)涂層在800°C，燒蝕30min后驟冷至室溫的照片；圖4為實(shí)施例6的有機(jī)硅防護(hù)涂層在室溫下于蒸餾水中浸泡5天后的照片；圖5為實(shí)施例6的有機(jī)硅防護(hù)涂層的掃描電鏡照片。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
之間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式一種有機(jī)硅防護(hù)涂層按重量份數(shù)比由18 32份甲基苯基硅樹脂、6 11份滑石粉、3 6份Al203、13 M份高嶺土、3 6份Ti02、0. 4 1份SW2和3 8. 6份甲苯制備而成。本實(shí)施方式的有益效果是本實(shí)施方式所制得的涂層均勻致密，涂層中填料分散均勻，填料與基料結(jié)合效果好；涂層硬度較高，其硬度為6H ；涂層耐水性良好、耐熱性較高，可滿足800°C的使用要求，800°C下燒蝕30min后驟冷至室溫，涂層無開裂、脫落現(xiàn)象；使用簡單方便，粘接性能好。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是本實(shí)施方式中甲基苯基硅樹脂是按照中國專利ZL200310107691. 7中硅樹脂的制備方法制備而成的，具體方法如下將裝有攪拌器、滴液漏斗、回流冷凝管和溫度計的250mL的四口瓶置于水浴中。在四口瓶中加入IOOg水，60g甲苯和20g丙酮，攪拌均勻；然后在滴液漏斗中加入8gPt!2SiCl2，18g PhSiCl3,9g(CH3)2SiCl2，15g(CH3) SiCl3,混合均勻；把四口瓶升溫至 50 °C,開始滴加滴液漏斗中的單體，控制溫度在50 70°C之間，約用Ih滴加完畢；滴加完畢后繼續(xù)攪拌30min ；將反應(yīng)產(chǎn)品倒入分液漏斗中，靜置分出水層，用60°C蒸餾水水洗溶劑4次，然后用NaOH中和溶劑層至中性得到有機(jī)硅樹脂的預(yù)聚物，體系的真空度在IOmmHg左右。首先在70 80°C蒸餾出溶劑甲苯，然后升溫到120°C，使樹脂預(yù)聚物進(jìn)一步縮合；在反應(yīng)至沒有水蒸餾出來時停止，得到甲基苯基硅樹脂。所得甲基苯基硅樹脂的分子式為O CH3 O CH3 O CH3
IlllllHO-hSi—O—Si—O—Si—O —Si—O —Si—O —Si+OHIl I Illn
Q ？ O CH3 ？ CH3其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是有機(jī)硅防護(hù)涂層按重量份數(shù)比由20 30份甲基苯基硅樹脂、8 10份滑石粉、4 5份Al203、15 22份高嶺土、4 5份Ti02、0. 5 0. 8份SW2和3. 5 7份甲苯制備而成。其它與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式一種有機(jī)硅防護(hù)涂層的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按重量份數(shù)比稱取6 11份滑石粉、3 6份Al203、13 M份高嶺土、3 6份Ti02、0. 4 1份Si02、18 32份甲基苯基硅樹脂和3 8. 6份甲苯；二、將步驟一中稱取的滑石粉、Al2O3、高嶺土、Ti02和SiO2放入球磨機(jī)中，球料質(zhì)量比是(3 8) 5，在轉(zhuǎn)速為380 500r/min的條件下球磨6 10h，得到無機(jī)填料預(yù)混料；三、將步驟一中稱取的甲基苯基硅樹脂與甲苯混合，得到混合液；四、將步驟二所得的無機(jī)填料預(yù)混料加入到步驟三的混合液中，超聲分散20 30min，得到涂料；五、將步驟四得到的涂料采用刮涂的方法在基底上制備成厚度為0. 2 0. 3mm的涂層，將基底及涂層放在120°C烘箱中，固化1 池，得到有機(jī)硅防護(hù)涂層。本實(shí)施方式中，球磨后無機(jī)填料預(yù)混料的粒徑范圍為300 600目；球磨所用的球?yàn)楝旇?。本?shí)施方式的有益效果是本實(shí)施方式所制得的涂層均勻致密，涂層中填料分散均勻，填料與基料結(jié)合效果好；涂層硬度較高，其硬度為6H ；涂層耐水性良好、耐熱性較高，可滿足800°C的使用要求，800°C下燒蝕30min后驟冷至室溫，涂層無開裂、脫落現(xiàn)象；使用簡單方便，粘接性能好；本發(fā)明方法工藝簡單，與傳統(tǒng)方法相比，與傳統(tǒng)方法相比，涂層的固化溫度降低為120°C，固化時間減少到1 池，所得涂層的各項(xiàng)性能良好，其使用溫度提高到800°C，較現(xiàn)有的有機(jī)硅樹脂涂層的使用溫度提高了 300 500°C。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四不同的是本實(shí)施方式中甲基苯基硅樹脂是按照中國專利ZL200310107691. 7中硅樹脂的制備方法制備而成的，具體方法如下將裝有攪拌器、滴液漏斗、回流冷凝管和溫度計的250mL的四口瓶置于水浴中。在四口瓶中加入IOOg水，60g甲苯和20g丙酮，攪拌均勻；然后在滴液漏斗中加入8gPt!2SiCl2，18gPhSiCl3，9g (CH3) 2SiCl2，15g (CH3) SiCl3Jg合均勻；把四口瓶升溫至 50°C，開始滴加滴液漏斗中的單體，控制溫度在50 70°C之間，約用Ih滴加完畢；滴加完畢后繼續(xù)攪拌30min ；將反應(yīng)產(chǎn)品倒入分液漏斗中，靜置分出水層，用60°C蒸餾水水洗溶劑4次，然后用NaOH中和溶劑層至中性得到有機(jī)硅樹脂的預(yù)聚物，體系的真空度在IOmmHg左右。首先在70 80°C蒸餾出溶劑甲苯，然后升溫到120°C，使樹脂預(yù)聚物進(jìn)一步縮合；在反應(yīng)至沒有水蒸餾出來時停止，得到甲基苯基硅樹脂。所得甲基苯基硅樹脂的分子式為
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)硅防護(hù)涂層，其特征在于有機(jī)硅防護(hù)涂層按重量份數(shù)比由18 32份甲基苯基硅樹脂、6 11份滑石粉、3 6份Al203、13 M份高嶺土、3 6份Ti02、0. 4 1份SiO2和3 8. 6份甲苯制備而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)硅防護(hù)涂層，其特征在于有機(jī)硅防護(hù)涂層按重量份數(shù)比由20 30份甲基苯基硅樹脂、8 10份滑石粉、4 5份Al203、15 22份高嶺土、4 5份Ti02、0. 5 0. 8份SiO2和3. 5 7份甲苯制備而成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)硅防護(hù)涂層的制備方法，其特征在于有機(jī)硅防護(hù)涂層的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按重量份數(shù)比稱取6 11份滑石粉、3 6份A1A、13 24份高嶺土、3 6份Ti02、0. 4 1份Si02、18 32份甲基苯基硅樹脂和3 8. 6份甲苯；二、將步驟一中稱取的滑石粉、Al2O3、高嶺土、Τ 02和SW2放入球磨機(jī)中，球料質(zhì)量比是(3 8) 5，在轉(zhuǎn)速為380 500r/min的條件下球磨6 10h，得到無機(jī)填料預(yù)混料；三、將步驟一中稱取的甲基苯基硅樹脂與甲苯混合，得到混合液；四、將步驟二所得的無機(jī)填料預(yù)混料加入到步驟三的混合液中，超聲分散20 30min，得到涂料；五、將步驟四得到的涂料采用刮涂的方法在基底上制備成厚度為0. 2 0. 3mm的涂層，將基底及涂層放在120°C烘箱中，固化1 池，得到有機(jī)硅防護(hù)涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種有機(jī)硅防護(hù)涂層的制備方法，其特征在于步驟一中按重量份數(shù)比稱取8 10份滑石粉、4 5份A1203、15 22份高嶺土、4 5份Ti02、0. 5 0. 8份Si02、20 30份甲基苯基硅樹脂和3. 5 7份甲苯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種有機(jī)硅防護(hù)涂層的制備方法，其特征在于步驟二中球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400 450r/min，球磨時間為7 恥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種有機(jī)硅防護(hù)涂層的制備方法，其特征在于步驟四中超聲時間為22 28min。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種有機(jī)硅防護(hù)涂層的制備方法，其特征在于步驟五中的基底為陶瓷基底或金屬基底。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種有機(jī)硅防護(hù)涂層的制備方法，其特征在于步驟五中涂層厚度為0. 22 0. 28mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求3-8中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種有機(jī)硅防護(hù)涂層的制備方法，其特征在于步驟五中固化時間為1. 2 1.他。
全文摘要
一種有機(jī)硅防護(hù)涂層及其制備方法，它涉及一種涂層及其制備方法。本發(fā)明要解決現(xiàn)有有機(jī)硅樹脂涂層存在耐熱溫度低、固化溫度高、固化時間長的問題，本發(fā)明有機(jī)硅防護(hù)涂層由甲基苯基硅樹脂、滑石粉、Al2O3、高嶺土、TiO2、SiO2和甲苯制備而成，其制備方法一、稱取原料；二、將無機(jī)填料球磨得到無機(jī)填料預(yù)混料；三、將甲基苯基硅樹脂與甲苯混合，得到混合液；四、將無機(jī)填料預(yù)混料加入混合液中，得涂料；五、采用刮涂法在基底上制備涂層，在120℃烘箱中固化1～2h，得有機(jī)硅防護(hù)涂層。本發(fā)明工藝簡單，制備的涂層均勻致密、涂層耐水性良好、耐熱性較高，可在800℃的溫度下使用。本發(fā)明用于制備有機(jī)硅防護(hù)涂層。
文檔編號C09D7/12GK102559045SQ201110455528
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者劉麗, 姜波, 徐慧芳, 梁希鳳, 陳琳, 黃玉東 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)