钛合金用常温固化耐高温有机硅涂层的研究
发布时间：2021-11-04 14:49
为保护用于高温环境的钛合金零部件,在其表面涂装耐高温涂料具有简单快捷、成本较低的优势。现用的有机硅耐高温涂料常温固化性能较差,通常需要在120～250℃进行二次固化。本文开展了常温固化附着力较高的有机硅耐高温涂料技术研究,研制的涂层耐高温性能良好。通过对22款树脂进行性能评价,筛选出1款纯有机硅树脂、2款环氧有机硅树脂进行深入研究。以聚硅氮烷固化环氧有机硅树脂,涂料适用期0.5h～1h,实干1d,涂层硬度、内聚强度、耐溶剂性随聚硅氮烷含量增加而提高。环氧有机硅与聚硅氮烷的质量比为5:1时,涂层800℃的残余质量为48.49%;800℃×1h的残余物为无定型SiO2。开展了纯有机硅树脂和环氧有机硅树脂单独使用及共混制备耐高温清漆技术研究。结果表明,清漆力学性能和耐热性介于两种树脂之间,纯有机硅树脂含量越高,清漆耐热性越好;环氧有机硅树脂含量越高,清漆的附着力和硬度越高、耐溶剂性能越好。纯有机硅树脂中加入TEOS（正硅酸乙酯）有利于提高耐热性,环氧有机硅树脂中加入TEOS对耐热性的影响不大。两种清漆600℃×1h的残余物为无定型SiO2。分别以3组树脂为主要成膜物,采用正交方法对颜填料的用...
【文章来源】：机械科学研究总院北京市
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１有机硅树脂结构单元??
?机械科学研宄总院硕士学位论文???Ｐｈ?Ｍｅ?ＯＨ??／?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｎ??－＋－Ｓｉ——Ｏ—Ｓｉ——Ｏ——Ｓｉ——°Ｊ￣??Ｍｅ?Ｍｅ?Ｏ??Ｘ??图１－２有机硅树脂典型结构??根据主链结构不同可以分为纯有机硅树脂和改性有机硅树脂；根据树脂固??化机理不同可分为缩合型有机硅树脂、过氧化物固化型有机硅树脂以及加成型??有机硅树脂：还可根据固化条件分为常温固化型、加热固化型等等【〃】。??纯有机硅树脂通常由不同官能度的甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、甲基烷氧基??硅烷、苯基烷氧基硅烷等经水解、缩聚合成。纯有机硅树脂耐温性、耐候性好，??但是附着力和内聚强度不足，常对其用其他树脂（如环氧树脂、酚醛树脂等）??进行改性，从而改进其附着力、力学性能、固化、耐油等性能。??缩合型有机硅树脂应用最为普遍，其采用缩聚反应的方式固化，这也是硅??树脂最主要的固化方式。通常是硅羟基之间或硅羟基与烷氧基之间的脱水或脱??醇反应，个别还有脱氢反应。固化机理如图１－３。由于在固化过程中有小分子逸??出，故涂层会有气泡和孔隙，其电气性能会受到一定影响，并且固化前后会有??体积变化。此类硅树脂成本低，但储存稳定性差，常温下难以干燥固化。??＝Ｓｉ—ＯＨ?＋?ＨＯ?——Ｓｉ＝＾??？?＾＝Ｓｉ——〇——Ｓｉ＝?＋?Ｈ２〇??——ＯＨ?＋?ＲＯ?——Ｓｉ＾＝??？?＝Ｒｉ——Ｏ——Ｓｉ＾＝?＋?ＲＯＨ??＝Ｓｉ——ＯＨ?＋?Ｈ——?？?＝Ｓｉ——０——Ｓｉ＝?＋?Ｈ２??图１－３缩合型有机硅树脂固化机理??合成有机硅树脂的原料一般是不同官能度的甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、甲??基烷氧基硅烷、苯基烷氧基
?机械科学研宄总院硕士学位论文???Ｐｈ?Ｍｅ?ＯＨ??／?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｎ??－＋－Ｓｉ——Ｏ—Ｓｉ——Ｏ——Ｓｉ——°Ｊ￣??Ｍｅ?Ｍｅ?Ｏ??Ｘ??图１－２有机硅树脂典型结构??根据主链结构不同可以分为纯有机硅树脂和改性有机硅树脂；根据树脂固??化机理不同可分为缩合型有机硅树脂、过氧化物固化型有机硅树脂以及加成型??有机硅树脂：还可根据固化条件分为常温固化型、加热固化型等等【〃】。??纯有机硅树脂通常由不同官能度的甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、甲基烷氧基??硅烷、苯基烷氧基硅烷等经水解、缩聚合成。纯有机硅树脂耐温性、耐候性好，??但是附着力和内聚强度不足，常对其用其他树脂（如环氧树脂、酚醛树脂等）??进行改性，从而改进其附着力、力学性能、固化、耐油等性能。??缩合型有机硅树脂应用最为普遍，其采用缩聚反应的方式固化，这也是硅??树脂最主要的固化方式。通常是硅羟基之间或硅羟基与烷氧基之间的脱水或脱??醇反应，个别还有脱氢反应。固化机理如图１－３。由于在固化过程中有小分子逸??出，故涂层会有气泡和孔隙，其电气性能会受到一定影响，并且固化前后会有??体积变化。此类硅树脂成本低，但储存稳定性差，常温下难以干燥固化。??＝Ｓｉ—ＯＨ?＋?ＨＯ?——Ｓｉ＝＾??？?＾＝Ｓｉ——〇——Ｓｉ＝?＋?Ｈ２〇??——ＯＨ?＋?ＲＯ?——Ｓｉ＾＝??？?＝Ｒｉ——Ｏ——Ｓｉ＾＝?＋?ＲＯＨ??＝Ｓｉ——ＯＨ?＋?Ｈ——?？?＝Ｓｉ——０——Ｓｉ＝?＋?Ｈ２??图１－３缩合型有机硅树脂固化机理??合成有机硅树脂的原料一般是不同官能度的甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、甲??基烷氧基硅烷、苯基烷氧基
【参考文献】：
期刊论文
[1]无卤阻燃型环氧树脂的研究进展[J]. 邹政平,肖啸,田杰,汤林静,张富平. 合成树脂及塑料. 2020(01)
[2]环氧有机硅烧蚀涂料性能研究[J]. 曹碧雯,杨杰,刘宁. 航天制造技术. 2019(06)
[3]改性有机硅耐高温涂料的研究[J]. 丁超,段绍明,王景山. 现代涂料与涂装. 2019(12)
[4]有机硅隔热涂料的制备及其性能表征[J]. 张芳,张卓秀,龚轩昂,项尚林,赵石林. 化工新型材料. 2019(S1)
[5]有机硅耐高温涂料质量控制研究[J]. 赵桥桥,杨兴娟,吕辉,刘景,陈宝林,段衍鹏. 涂层与防护. 2019(10)
[6]国内外耐高温防腐涂料研究进展[J]. 陈志昕,张翔,蔡克. 石油管材与仪器. 2019(05)
[7]一种机车车辆用聚硅氧烷改性聚酯涂料研究[J]. 熊武,龚文晶,李胜群. 现代涂料与涂装. 2019(10)
[8]聚倍半硅氧烷/聚酰亚胺复合材料制备及性能研究[J]. 庞天亮,范超,鞠冬宝,李嘉文,周宏. 化学工程师. 2019(07)
[9]2018年国外有机硅进展[J]. 李文强,张爱霞,曾向宏,胡娟. 有机硅材料. 2019(04)
[10]2018年国内有机硅进展[J]. 胡娟,张爱霞,陈莉,李文强,曾向宏. 有机硅材料. 2019(03)
硕士论文
[1]POSS杂化含锆苯基硅树脂的研究[D]. 董敏瑶.陕西科技大学 2019
[2]改性有机硅耐高温涂料制备及性能研究[D]. 孙乾坤.沈阳理工大学 2019
[3]金属热加工保护涂料的制备与表征[D]. 夏景胜.江苏科技大学 2018
[4]耐磨有机硅树脂的制备及研究[D]. 陈良兵.大连工业大学 2017
[5]石墨烯/有机硅改性聚氨酯防腐涂料的制备及性能研究[D]. 刘冬冬.哈尔滨工业大学 2016
[6]钛合金用高温防氧化涂层制备及其性能[D]. 李娜娜.大连理工大学 2012
[7]含钛有机硅改性聚酯及在耐高温防腐涂料中的应用研究[D]. 侯红霞.广东工业大学 2011
[8]高温抗氧化腐蚀搪瓷涂层和微弧氧化涂层的制备与性能研究[D]. 钱得书.华中科技大学 2007
本文编号：3475948
【文章来源】：机械科学研究总院北京市
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１有机硅树脂结构单元??
?机械科学研宄总院硕士学位论文???Ｐｈ?Ｍｅ?ＯＨ??／?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｎ??－＋－Ｓｉ——Ｏ—Ｓｉ——Ｏ——Ｓｉ——°Ｊ￣??Ｍｅ?Ｍｅ?Ｏ??Ｘ??图１－２有机硅树脂典型结构??根据主链结构不同可以分为纯有机硅树脂和改性有机硅树脂；根据树脂固??化机理不同可分为缩合型有机硅树脂、过氧化物固化型有机硅树脂以及加成型??有机硅树脂：还可根据固化条件分为常温固化型、加热固化型等等【〃】。??纯有机硅树脂通常由不同官能度的甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、甲基烷氧基??硅烷、苯基烷氧基硅烷等经水解、缩聚合成。纯有机硅树脂耐温性、耐候性好，??但是附着力和内聚强度不足，常对其用其他树脂（如环氧树脂、酚醛树脂等）??进行改性，从而改进其附着力、力学性能、固化、耐油等性能。??缩合型有机硅树脂应用最为普遍，其采用缩聚反应的方式固化，这也是硅??树脂最主要的固化方式。通常是硅羟基之间或硅羟基与烷氧基之间的脱水或脱??醇反应，个别还有脱氢反应。固化机理如图１－３。由于在固化过程中有小分子逸??出，故涂层会有气泡和孔隙，其电气性能会受到一定影响，并且固化前后会有??体积变化。此类硅树脂成本低，但储存稳定性差，常温下难以干燥固化。??＝Ｓｉ—ＯＨ?＋?ＨＯ?——Ｓｉ＝＾??？?＾＝Ｓｉ——〇——Ｓｉ＝?＋?Ｈ２〇??——ＯＨ?＋?ＲＯ?——Ｓｉ＾＝??？?＝Ｒｉ——Ｏ——Ｓｉ＾＝?＋?ＲＯＨ??＝Ｓｉ——ＯＨ?＋?Ｈ——?？?＝Ｓｉ——０——Ｓｉ＝?＋?Ｈ２??图１－３缩合型有机硅树脂固化机理??合成有机硅树脂的原料一般是不同官能度的甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、甲??基烷氧基硅烷、苯基烷氧基
?机械科学研宄总院硕士学位论文???Ｐｈ?Ｍｅ?ＯＨ??／?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｎ??－＋－Ｓｉ——Ｏ—Ｓｉ——Ｏ——Ｓｉ——°Ｊ￣??Ｍｅ?Ｍｅ?Ｏ??Ｘ??图１－２有机硅树脂典型结构??根据主链结构不同可以分为纯有机硅树脂和改性有机硅树脂；根据树脂固??化机理不同可分为缩合型有机硅树脂、过氧化物固化型有机硅树脂以及加成型??有机硅树脂：还可根据固化条件分为常温固化型、加热固化型等等【〃】。??纯有机硅树脂通常由不同官能度的甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、甲基烷氧基??硅烷、苯基烷氧基硅烷等经水解、缩聚合成。纯有机硅树脂耐温性、耐候性好，??但是附着力和内聚强度不足，常对其用其他树脂（如环氧树脂、酚醛树脂等）??进行改性，从而改进其附着力、力学性能、固化、耐油等性能。??缩合型有机硅树脂应用最为普遍，其采用缩聚反应的方式固化，这也是硅??树脂最主要的固化方式。通常是硅羟基之间或硅羟基与烷氧基之间的脱水或脱??醇反应，个别还有脱氢反应。固化机理如图１－３。由于在固化过程中有小分子逸??出，故涂层会有气泡和孔隙，其电气性能会受到一定影响，并且固化前后会有??体积变化。此类硅树脂成本低，但储存稳定性差，常温下难以干燥固化。??＝Ｓｉ—ＯＨ?＋?ＨＯ?——Ｓｉ＝＾??？?＾＝Ｓｉ——〇——Ｓｉ＝?＋?Ｈ２〇??——ＯＨ?＋?ＲＯ?——Ｓｉ＾＝??？?＝Ｒｉ——Ｏ——Ｓｉ＾＝?＋?ＲＯＨ??＝Ｓｉ——ＯＨ?＋?Ｈ——?？?＝Ｓｉ——０——Ｓｉ＝?＋?Ｈ２??图１－３缩合型有机硅树脂固化机理??合成有机硅树脂的原料一般是不同官能度的甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、甲??基烷氧基硅烷、苯基烷氧基
【参考文献】：
期刊论文
[1]无卤阻燃型环氧树脂的研究进展[J]. 邹政平,肖啸,田杰,汤林静,张富平. 合成树脂及塑料. 2020(01)
[2]环氧有机硅烧蚀涂料性能研究[J]. 曹碧雯,杨杰,刘宁. 航天制造技术. 2019(06)
[3]改性有机硅耐高温涂料的研究[J]. 丁超,段绍明,王景山. 现代涂料与涂装. 2019(12)
[4]有机硅隔热涂料的制备及其性能表征[J]. 张芳,张卓秀,龚轩昂,项尚林,赵石林. 化工新型材料. 2019(S1)
[5]有机硅耐高温涂料质量控制研究[J]. 赵桥桥,杨兴娟,吕辉,刘景,陈宝林,段衍鹏. 涂层与防护. 2019(10)
[6]国内外耐高温防腐涂料研究进展[J]. 陈志昕,张翔,蔡克. 石油管材与仪器. 2019(05)
[7]一种机车车辆用聚硅氧烷改性聚酯涂料研究[J]. 熊武,龚文晶,李胜群. 现代涂料与涂装. 2019(10)
[8]聚倍半硅氧烷/聚酰亚胺复合材料制备及性能研究[J]. 庞天亮,范超,鞠冬宝,李嘉文,周宏. 化学工程师. 2019(07)
[9]2018年国外有机硅进展[J]. 李文强,张爱霞,曾向宏,胡娟. 有机硅材料. 2019(04)
[10]2018年国内有机硅进展[J]. 胡娟,张爱霞,陈莉,李文强,曾向宏. 有机硅材料. 2019(03)
硕士论文
[1]POSS杂化含锆苯基硅树脂的研究[D]. 董敏瑶.陕西科技大学 2019
[2]改性有机硅耐高温涂料制备及性能研究[D]. 孙乾坤.沈阳理工大学 2019
[3]金属热加工保护涂料的制备与表征[D]. 夏景胜.江苏科技大学 2018
[4]耐磨有机硅树脂的制备及研究[D]. 陈良兵.大连工业大学 2017
[5]石墨烯/有机硅改性聚氨酯防腐涂料的制备及性能研究[D]. 刘冬冬.哈尔滨工业大学 2016
[6]钛合金用高温防氧化涂层制备及其性能[D]. 李娜娜.大连理工大学 2012
[7]含钛有机硅改性聚酯及在耐高温防腐涂料中的应用研究[D]. 侯红霞.广东工业大学 2011
[8]高温抗氧化腐蚀搪瓷涂层和微弧氧化涂层的制备与性能研究[D]. 钱得书.华中科技大学 2007
本文编号：3475948
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