有机硅树脂广泛应用在耐高温耐腐蚀涂层体系中。然而有机硅树脂的成本较高,有机硅共聚物例如丙烯酸改性有机硅,聚氨酯改性有机硅和环氧有机硅常用于有机硅树脂的替代品。环氧有机硅和聚氨酯有机硅具有热稳定性好、耐候性强,优良耐腐蚀性能。在这些成膜物中引入耐腐蚀和耐高温颜填料会使涂层性能更加优异。通常基料、颜填料以及使用方法对于涂层性能起重要作用。然而涂层性能与各组分含量和热处理的关系难以直观确定。因此,为了使该种涂层能适应应用环境,有必要研究其进行耐高温性能、机械性能、耐腐蚀性能与各组分含量的关系。在本文中,为了评价和比较环氧-有机硅、聚氨酯有机硅涂料的耐热性、机械性能和耐腐蚀性,本课题使用广泛应用的工业化环氧有机硅成膜物HG-43设计涂料配方,在同样的颜填料含量下与另外经不同合成方法制备的聚氨酯有机硅涂料进行对比。基于以上方法,主要的研究内容如下：(1)首先,将商业化的环氧改性有机硅树脂(HG-43)用于涂料的设计。传统的抗腐蚀剂和阻隔填料例如磷酸锌、云母氧化铁红和纳米三氧化二铝被用来作为涂料配方中的主要内容,同时加入了二氧化钛和云母。纳米二氧化硅也被加入到涂料的体系中。配制好的HG涂料在不同温度下,经不同时间的烘烤,表明暴露于180℃3天的试样具有可达50kg-cm的抗冲击性能。此外,富含云母氧化铁红HG-3涂料体系在300℃下烘烤5小时抗冲击性能不变。本课题利用热分析(TGA),研究了惰性气氛下涂料的热稳定性。富含氧化铝的HG-4体系的热失重残留分率在800℃下为67.71%,而且在300℃下烘烤5天的质量仅损失4%。涂料表面的扫描电子显微镜(SEM)证明涂层表面没有任何的缺陷,颜填料粒子均匀地分布在涂料中。不过在高达300℃的温度下,HG涂层的表面开始出现一些缺陷。浸泡实验证明HG-1表现更好的耐化学性能。涂层耐化学性也需借助于交流阻抗(EIS)测试,表明HG-1体系能够耐受3.5%氯化钠溶液达21天。此外,在颜填料含量相同的含量下,HG-1涂层体系耐腐蚀性能最为优异,我们将其作为后续研究的参照。(2)第二,利用交联功能化有机硅树脂和有机烷氧基硅氧烷合成一个新的聚氨酯有机硅树脂,并将其用作涂料基体。这种有机硅聚氨酯树脂被称为(SRU-4,硅氧烷含量是70%)。SRU-4和HG-43在颜填料含量添加剂同样的条件下,研究了两种涂层机械性能、附着性能、耐高温性能和耐腐蚀性能。实验结果表明,在同样的方法和技术前提下,SRU的机械性能、耐化学性能以及耐腐蚀性均优异于HG-43。尤其是富含云母氧化铁红的SRU-4C在300℃烘烤5天和350℃烘烤4天表现出很好的抗冲击性能。基于交联作用形成聚氨酯有机硅树脂在350℃烘烤10小时仍具有很好附着力和柔韧性。富含三氧化二铝的SRU-4D在氧气和氮气气氛下具有很好热稳定性能。SRU涂层具有很好的耐化学试剂浸泡性能。特别是富含云母氧化铁红的SRU-4C体系在300℃和350℃分别烘烤5天和4天后都体现了优异的冲击强度。以此交联成膜物为基础聚氨酯有机硅涂料在350℃加热10小时后都体现优异的附着力和柔韧性。富含氧化铝的SRU-4D在惰性气氛和氧气中都具有最好的耐热性。SRU涂层则显示了优异的化学稳定性。在包含相同含量颜填料的情况下,SRU-4A显示了最好的化学稳定性,耐蚀性也得到提高。为了提高SRU涂料的热稳定性,该涂料被设计成双层涂料。上层加入氮化硅和玻璃微珠与氧化铝,下层加入云母氧化铁红、磷酸锌或它们的混合物。该上层涂料的热性能和耐腐蚀性也得到改善。同时在AG-3体系底层加入云母氧化铁红或磷酸锌,都会使涂层显示优异的耐蚀性。该涂料试样亦显示了优异的化学稳定性。(3)最后,通过溶胶凝胶法将传统的烷氧基硅烷以及烷氧基有机硅功能化的聚氨酯制备成聚氨酯有机硅树脂并将其作为涂料基料。这种聚氨酯有机硅树脂被称为SPUU-2,其中包含了90%的硅氧烷。单层SPUU涂层显示很好的机械性能和粘结性能。在350℃烘烤4天的条件下,富含云母氧化铁红的SPUU-2C经350℃烘烤4天后显示出优异的冲击强度、柔韧性和附着力。单层SPUU涂层的热稳定性能高于单层SRU涂层和双层SRU涂层。在配方相同的情况下,SPUU-2A在300℃烘烤5天质量损失为4.6%,其耐腐蚀性能也优于SRU涂层。SPUU-4A显示出最好耐腐蚀性能。在添加同样的热高温填料下,包括氮化硅和玻璃纤维,SPUU-2显示出最好的热稳定性能和耐腐蚀性能。BG-3体系上层含有云母氧化铁红和磷酸锌在300℃烘烤5天的质量损失4.2%,同时,具有很好耐腐蚀性能。BG-1中云母氧化铁红作为主要组分,显示了最优异的机械性能。