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耐高温陶瓷涂料

耐高温陶瓷涂料

  • 分类:新闻资讯
  • 作者:郴州泰益
  • 来源:郴州泰益
  • 发布时间:2020-09-24
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【概要描述】耐高温陶瓷涂料特性与应用

耐高温陶瓷涂料

【概要描述】耐高温陶瓷涂料特性与应用

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耐高温陶瓷是指以水溶性硅酸盐为基料制备的涂层,也被称为水玻璃涂层,通常是以硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂、硅酸铵等为成膜物的一类涂层。其具有优异的耐高温性能,无毒无污染,涂膜强度硬度高等特点。

 

1 耐高温涂几种型号

耐高温涂: 成膜物质分子式的通式为M2O·mSiO2·nH2O,其中M可以是NH4+Li+Na+K+四种离子,m为氧化硅和四种氧化物的摩尔比,通常称为模数。

根据金属离子的不同,涂料可分为硅酸铵涂层、硅酸锂涂层、硅酸钠涂层以及硅酸钾涂层。由于铵和锂的离子半径较小,钠和钾的离子半径较大,因而NH4+Li+的电荷密度更高,其所相应的水合离子半径则更大,使水溶液中SiO2不容易聚集,所以硅酸铵和硅酸锂涂料贮存稳定性更好。但是由于两者价格昂贵,并且硅酸铵涂层成膜性差,高温时容易变色;硅酸锂较难溶于水,不易得到较高的浓度,从而限制了硅酸铵涂层和硅酸锂涂层的广泛推广。硅酸钠易溶于水,涂层制备成本相对低,通常模数较低并且容易被碳化;而硅酸钾比硅酸钠溶解度高,容易得到较高的浓度,并且成膜性好,价格适中,涂层粘接强度高,耐热性好。

 

2 耐高温陶瓷成膜机理

硅酸盐涂层成膜性能与硅酸盐水溶液的模数有较大的关系,模数是指硅酸盐水溶液中二氧化硅和碱金属氧化物(如Li2ONa2OK2O)的比例。通常硅酸盐溶液为粘稠液体,无色透明,呈碱性(p H=11~13)。硅酸盐溶液模数越高,

氧化硅含量越多,金属离子含量越少,涂层的耐水性越好,但是与基底的结合强度就越差;模数越低,氧化硅含量越少,金属离子含量越多,涂层的耐水性越差,与基底的结合强度就越好。不同模数的硅酸盐水溶液具有不同的分子结构,模数越高,硅氧链就越长,金属离子在链的两端。

硅酸盐涂层在基底上成膜通常为硅酸盐水解,产生正硅酸,正硅酸之间经过脱水缩合形成长链以及硅氧网状结构涂膜。涂覆在基底上的涂层,可以与空气中的二氧化碳反应,促进水解。

以钾水玻璃为例,通过 Si-O键与K+以及金属基板中的金属元素反应,在基板表面形成网络结构涂膜;同时涂层暴露在空气中,CO2可促进反应的进行,即在CO2的作用下,钾水玻璃与CO2反应产生硅酸凝胶,最后硅酸凝胶脱水成膜。CO2和硅酸钾水溶液反应后不仅生成了耐水能力更强的高模数硅酸钾溶液,还生成了吸水性较差的饱和十水碳酸钠,这些疏水性物质覆盖在涂层表面,将K+OH-等亲水性物质包裹起来,提高了涂层的耐水性能。

 

3 耐高温陶瓷的特性

硅酸盐涂层中的成膜物硅酸钾或硅酸钠的制备工艺较长。溶剂可以用水,这与有机溶剂相比,不会产生挥发性有害气体,环保性好,不会造成环境污染。此外水性无机硅酸盐涂层具有较好的防霉效果,霉菌和微生物较难存活,对于有防霉要求的涂层,可以减少防霉剂的使用,从而降低成本。水性无机硅酸钾涂层的

 

机械性能、耐溶剂性、耐热性等比较优异。

1)机械性能

硅酸盐涂层的硬度很高HV1100,耐磨性能优异。与基底结合强度高10MPa,

且在温度较高时不会出现漆膜回粘现象。

2)耐溶剂性

由于硅酸盐涂层是水性无机涂层,与有机溶剂不溶,如汽油、醇类和石油醚等,因此涂层具有较好的耐有机溶剂性。硅酸盐溶液为碱性,所以在碱性环境中涂层不会受到影响。耐硫化合物、氮氧化合物之类的酸性物质,。而耐水性一直是硅酸盐涂层存在的问题,可以通过改性硅酸钾溶液提升其耐水性,尤其通过固化剂改性后,涂层的耐水性能得到极大的提升。

3)耐候性

硅酸盐涂层在某些方面性能与硅酸盐水泥较为相似,如温度-体积变化系数,可以在不同变化的气候条件下工作。硅酸盐涂层在基底上形成硅氧网状的涂膜,而硅氧键的键能较高,所以涂层对自然环境中的紫外线以及工业或机动车尾气等有较好的耐侵蚀性。此外在阳光下长期暴晒也不会发生粉化、开裂、脱落等问题。因此硅酸盐涂层具有较好的耐候性。

4)耐热性

硅酸盐涂层彻底固化后,耐热性能非常优异。耐热温度通常在400°C1500°C 之间,与有机涂层相比能耐更高的温度,比乙酸乙酯涂层和磷酸盐涂层耐温性能高。

 

 

5)其他性能

硅酸盐涂层的保色性较好(硅酸盐涂层一般不能制成有光的涂膜,因而不存在保光性),在自然条件下长期放置不黄变,具有优异的耐辐射性能。此外涂料的溶剂是水,不会自燃或爆炸,在生产、运输和施工过程中无需采取严格的防火

措施,提高了安全性能。并且涂料涂装方法便捷、涂层干燥时间短以及对基材的含水率要求不高,这样大大简化了施工条件。

 

                                  

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