有机耐高温防腐涂料
有机高温防腐涂料根据基料的不同,主要包括杂环类聚合物涂料(如聚酰亚胺类、聚酰胺酰亚胺类、聚苯硫醚类、聚醚砜类等)和元素类有机聚合物涂料(如有机硅类、有机氟类、有机钛类和聚硼硅氧烷类等)两大类。
杂环类聚合物应用在高温涂料上国内外已经过多年的发展,主要用于高温绝缘方面,但是其价格昂贵,贮存性不好,对颜料要求严格;有机氟涂料虽然其高温防腐性能优越,但不容易溶解于溶剂,即使溶解,其固体含量低、成膜薄、施工不方便,而且有机氟涂料力学性能不太理想;有机钛涂料发展较晚,制备复杂,在工业化领域的发展较为有限。以上聚合物用于耐温防腐蚀涂料,由于自身性能的限制或者成本方面的考虑,并没有得到广泛的推广,所以通常使用的高温防腐涂料主要以有机硅聚合物作为基料。有机硅聚合物作为基料用于耐温涂料,由于其分子链中硅-氧键的共价键键能比普通有机高聚物中碳-碳键的共价键键能高,在受热时热稳定性较好,显示了较为优异的耐热性。而且有机硅聚合物价格相对较低,用于涂料时施工性能较好,因此在有机高温防腐蚀涂料领域,有机硅聚合物得到了最广泛的应用。但是也需要看到的是有机硅聚合物作为涂料的基料使用时,其通气性良好,导致了防腐蚀性不太高,如果要使有机硅涂料达到既耐热又有良好的防腐性能,还需要许多的改进之处。
众所周知,高聚物受热发生均裂游离基反应或氧化等反应,因此,对高聚物的耐热稳定性来讲,分子中的共价键起决定作用。
表8.2.2 原子间共价键键能
共价键 |
C-C |
C-O |
C-F |
C-H |
Si-O |
Si-C |
Si-F |
健能kJ/mol键 |
347 |
351 |
485 |
414 |
443.5 |
290 |
541 |
一般高聚物中的共价键是C-C键,键能较低,热稳定性差,虽然C-H的键能也较高,但其不是高分子聚合物链的主要化学键,而且其易受到电负性更大的氧原子的攻击。从表8.2.2键能数据来看,氟碳化合物和有机硅聚合物应具有较好的热稳定性或耐高温性。
有机耐高温涂料品种繁多,其中杂环类耐高温涂料在国内外已应用多年,主要用于高温绝缘方面,价格昂贵,贮存性差,对颜料要求严格;有机氟涂料虽然高温防腐性能优越,但不易溶解于溶剂中,即使溶解,其固体含量低,成膜薄,施工不方便,而且有机氟涂料机械性能不太理想。有机钛涂料发展较晚,制备复杂,应用范围还不广泛。有机硅聚合物自20世纪40年代初实现工业化以后,有机硅耐高温涂料开始发展,目前已发展成为最常用的有机类高温防腐涂料。
目前我国有机硅涂料品种除保留60年代主要产品H级绝缘清漆、耐高温电阻漆和500℃以下的耐高温漆之外,不断向耐温更高的方向发展,长期耐热500℃~900℃的产品已正常供应,并有耐热及防腐品种相继问世。