[發(fā)明專利]一種復(fù)合有機(jī)硅樹脂及耐高溫涂料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011006541.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-23
• 公開（公告）號(hào): CN112358617B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周敏;王志強(qiáng);施穎波;魏超;顧劍東;李斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中昊北方涂料工業(yè)研究設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): C08G77/14
• 分類號(hào): C08G77/14;C08G77/20;C08K3/36;C09D183/06;C09D183/07;C09D7/61
• 代理公司: 北京恒和頓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11014
• 代理人: 孫伯慶

本發(fā)明公開了一種復(fù)合有機(jī)硅耐高溫樹脂及涂料。在有機(jī)硅樹脂合成過程中加入含有環(huán)氧、聚酯、丙烯酸基團(tuán)的烷氧基偶聯(lián)劑單體同烷氧基硅烷單體共水解縮聚，形成以Si—O—Si鍵為主，以柔性鏈段為輔的耐高溫復(fù)合有機(jī)硅樹脂。在溶膠?凝膠過程中，還加入無機(jī)納米溶膠進(jìn)行摻雜，形成蜂窩保護(hù)結(jié)構(gòu)，提高樹脂耐高溫性能。由該復(fù)合有機(jī)硅樹脂、耐高溫顏填料、固化催化劑、溶劑等制備的復(fù)合有機(jī)硅耐高溫涂料，可以直接噴涂于合金或鋼板樣件，施工簡(jiǎn)便，對(duì)底材的粘接性能好，能實(shí)現(xiàn)中低溫固化，所得涂層在600℃烘烤2500秒后無明顯變色褪色，不開裂脫落，附著力1級(jí)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于耐高溫涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及復(fù)合有機(jī)硅樹脂及包含該樹脂的耐高溫涂料的制備。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，有機(jī)硅涂料在現(xiàn)代化工和航空航天領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。耐高溫有機(jī)硅涂料通常是由有機(jī)硅樹脂配以耐高溫顏填料制備而成。有機(jī)硅樹脂中存在穩(wěn)定的Si-O-Si骨架結(jié)構(gòu)，較高的熱穩(wěn)定性、良好的耐候性和優(yōu)異的絕緣性能，廣泛應(yīng)用于高溫防護(hù)領(lǐng)域，如高溫爐外壁、汽輪機(jī)葉片、飛機(jī)排氣管、空氣熱交換器表面，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)尾噴口的防護(hù)和飛機(jī)登月艙上，鉻、鐵、鎳合金表面的防護(hù)等。國(guó)外對(duì)有機(jī)硅的研發(fā)已經(jīng)由來已久，產(chǎn)品已非常成熟，但其價(jià)格相應(yīng)較高，是國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的數(shù)倍，因此，國(guó)內(nèi)相應(yīng)企業(yè)開始加大研發(fā)力度，研究開發(fā)了應(yīng)用于不同溫度、不同領(lǐng)域的耐高溫涂料。目前，以有機(jī)硅樹脂為基料，添加其他有機(jī)樹脂，改性有機(jī)硅涂料，提高涂層綜合性能，成為有機(jī)硅樹脂的主要研究熱點(diǎn)。郭中寶等以環(huán)氧E－44和自干性有機(jī)硅為基料，添加鈦白粉、剛玉粉等顏填料，制備出可在常溫下固化的耐溫達(dá)650℃、具有良好附著力和抗沖擊強(qiáng)度的涂料。王榮國(guó)、李小蘭等人通過對(duì)有機(jī)硅樹脂的改性，添加耐溫顏填料和一定的助劑，制備出了可耐800～900℃高溫的涂料，市場(chǎng)前景廣闊。目前，市場(chǎng)上的有機(jī)硅耐高溫涂料一般為700℃，少數(shù)耐超高溫涂料已應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，但價(jià)格昂貴。

有機(jī)硅樹脂是耐高溫涂料中最常用的樹脂材料，但在實(shí)際應(yīng)用中，純有機(jī)硅樹脂仍然存在突出問題，具體表現(xiàn)在：(1)其固化依靠硅羥基之間的縮合，因此一般需高溫(150～250℃)固化，固化時(shí)間長(zhǎng)，增加施工難度和成本；(2)樹脂表面能低，對(duì)基材的附著力差；(3)環(huán)境溫度較高時(shí)，漆膜的機(jī)械強(qiáng)度低等。因此，通常需要與其他樹脂進(jìn)行共聚或共混來對(duì)有機(jī)硅樹脂進(jìn)行化學(xué)或物理改性，

但采用傳統(tǒng)的環(huán)氧、聚氨酯、丙烯酸等樹脂進(jìn)行改性時(shí)，由于引入有機(jī)基團(tuán)和加入固化劑固化會(huì)對(duì)有機(jī)硅樹脂的耐溫性造成影響，而且還提高了材料成本。其中環(huán)氧改性有機(jī)硅涂料還存在環(huán)氧樹脂固化后脆性大，應(yīng)力過大時(shí)易斷裂的缺點(diǎn)。因此研發(fā)制備一種既滿足高溫防護(hù)要求又具有一定的柔韌性和良好附著力的復(fù)合型有機(jī)硅樹脂顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種耐高溫復(fù)合有機(jī)硅樹脂。在有機(jī)硅樹脂合成過程中加入含有環(huán)氧、聚酯、丙烯酸基團(tuán)的烷氧基偶聯(lián)劑單體同烷氧基硅烷單體共水解縮聚形成以Si—O—Si鍵為主，以柔性鏈段為輔的耐高溫復(fù)合有機(jī)硅樹脂。在溶膠-凝膠過程中，還加入無機(jī)納米溶膠進(jìn)行摻雜，形成蜂窩保護(hù)結(jié)構(gòu)，提高樹脂耐高溫性能。

本發(fā)明所述樹脂各組分的重量含量：

所述烷氧基硅烷單體為正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷中的至少兩種。

所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巰丙基三乙氧基硅烷、3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷中的至少一種。

所述水性無機(jī)納米溶膠為硅溶膠、鋯溶膠、鈦溶膠、鋁溶膠中的至少一種。

所述溶劑為乙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚、甲苯、二甲苯中的至少一種。