[發明專利]一種水性改性有機硅耐高溫防腐涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 202111598425.3
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114525078B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 陳釗聰;劉保磊;張衛中
• 申請（專利權）人: 南京長江涂料有限公司
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D5/10;C09D5/18;C09D7/62;C09D7/65
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 韓正玉;夏平

本發明公開了一種適用于多種金屬基材面，具備優異耐高溫、防腐蝕、抗沖擊、抗驟冷性能的水性改性有機硅耐高溫防腐涂料。該涂料為水基、單組份產品，可室溫固化，由苯基甲基硅樹脂乳液、納米溶膠改性硅乳液、單組份水性環氧樹脂、改性鈦酸酯催化劑、鋁銀漿、改性磷酸鹽水合物、耐高溫填料、助劑及水組成。其施工便捷、涂裝VOC排放低，是一款優異的熱防護涂料。

技術領域

本發明涉及涂料技術領域，具體涉及一種單組份、耐高溫、附著力優異、腐蝕介質屏蔽效果好、可室溫固化的水性改性有機硅耐高溫防腐涂料及其制備方法。

背景技術

高溫服役是高溫反應釜、燃氣輪機、汽車消聲器、排氣管、熱交換器等金屬器件需要長期面對的問題。高溫工作環境，會加劇金屬與空氣中的氧、磷、氮等發生化學反應，生成金屬氧化物，造成金屬腐蝕、脫落，從而使材料出現減薄、力學性能喪失，甚至發生破壞。因此，研究金屬表面熱防護技術對于防止金屬材料高溫氧化、延長材料使用壽命、節約能源等具有重要意義。

常用的熱防護方法主要有兩種：一是在材料制備過程中應用鋁、鈦等高溫合金。然而，該方案成本高、技術復雜，且不易平衡材料的耐高溫性與高溫機械強度，因而應用受限。二是在金屬表面涂覆耐高溫涂料，將材料表面與高溫環境隔絕，防止基材高溫氧化腐蝕。相對于其他熱防護技術，涂層防護成本較低、施工簡便、耐溫性能好，故廣受青睞。

耐高溫涂料，又稱耐熱涂料，一般是指在200℃以上的工作溫度下，仍能保持良好的力學性能及腐蝕介質屏蔽效果的一類功能性防護涂料。有機硅涂料由于含有大量高度交聯的-Si-O-Si-網絡結構，鍵能高(443.7kJ/mol)、熱穩定性好、絕緣、耐候，是目前應用最廣泛的耐高溫產品。常見的有機硅耐高溫涂料主要分為純有機硅和改性有機硅兩大類，為溶劑型產品，主要以苯類、酯類、酮類溶劑為分散介質，涂裝的VOC排放較高(400-600g/L)。然而，隨著2013年《大氣污染防治行動計劃》的出臺，國家對揮發性有機物(VOC)的限排政策快速收緊，排放總量限制、涂料消費稅等細化管理措施快速落地。降低涂裝VOC排放已成為各大涂料企業的重點轉型方向。為應對這一挑戰，水性有機硅耐熱漆孕育而生。

目前，已公開的水性有機硅耐熱方案主要有以下幾大技術缺陷：

(1)耐鹽霧性能較差，腐蝕防護年限較短。雖然搭配水性無機富鋅底漆可以提高熱防護效果，但耐熱溫度不能高于400℃。

(2)耐溶劑性、附著力表現一般。

(3)對于水性純有機硅產品，固化溫度過高(200～250℃)。水性化后，涂裝企業必須對干燥線開展設備改造，造價高、生產能耗大；如果采取常溫自干的生產工藝(待工件高溫服役后再利用工作溫度實現固化)，涂層耐水性差、腐蝕介質屏蔽效果低、硬度低、易回粘，極易造成工件返銹、涂層破損，返修率顯著提高。

(4)對于水性改性有機硅產品(如：環氧改性、聚酯改性、聚丙烯酸酯改性)，如果改性比例過低，則無法解決自干條件下涂層的腐蝕防護性能問題；如果改性比例過高，則會顯著降低涂層的耐熱極限(通常耐熱溫度不高于300℃)，同時還會影響高溫服役壽命，產生高溫黃變、粉化、開裂等問題。

如果能攻克以上技術瓶頸，水性有機硅耐高溫涂料的市場份額將能得到大幅拓展。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于多種金屬基材表面，單組份、可室溫固化，具備優異耐高溫、防腐蝕、抗沖擊、抗驟冷性能的水性改性有機硅耐高溫防腐涂料。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種水性改性有機硅耐高溫防腐涂料，該涂料由以下成分構成：

在一些優選的技術方案中：該涂料由以下成分構成：