【摘 要】
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陶瓷在金属表面作为防护涂层时具有优异的耐高温、耐腐蚀性能,陶瓷涂层在高温、高湿情况下的表现更为显著,近年来,金属表面陶瓷涂层的研究与应用日益获得工业界的关注。为了拓宽304不锈钢板材的使用温度范围,本文针对在304不锈钢基板表面的耐高温防腐涂层开展了系列研究,设计制备一种双层的陶瓷涂层:底漆采用环氧改性硅树脂和羟基硅树脂增强高温附着力,面漆采用溶胶-凝胶法制备的增强涂层提高硬度与耐腐蚀性能。论文主
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陶瓷在金属表面作为防护涂层时具有优异的耐高温、耐腐蚀性能,陶瓷涂层在高温、高湿情况下的表现更为显著,近年来,金属表面陶瓷涂层的研究与应用日益获得工业界的关注。为了拓宽304不锈钢板材的使用温度范围,本文针对在304不锈钢基板表面的耐高温防腐涂层开展了系列研究,设计制备一种双层的陶瓷涂层:底漆采用环氧改性硅树脂和羟基硅树脂增强高温附着力,面漆采用溶胶-凝胶法制备的增强涂层提高硬度与耐腐蚀性能。论文主要的研究内容与结果如下:（1）经过前期填料与树脂的筛选,评测筛选常见的耐高温粉体如填料TiO2粉、Al粉、玻璃粉、Ba SO4、Al2O3和ZrO2,筛选了市面上常见的SAR-9、D0220、HYS-1和SH-23等硅树脂,通过涂层表征分析,最终选用ZrO2+Ba SO4与SAR-9+SH-23的组合。（2）在底漆配方设计中,确定了以有机硅树脂作为基底,选择的陶瓷粉体填料为ZrO2/TiO2和无机填料Ba SO4,开展了对不同树脂含量和不同填料量的涂层的制备与研究,开展了固化后涂层经高温热处理后的综合性能测试,根据涂层评测结果持续改进涂层配方,获得了硅树脂SAR-9和SH-23的最佳配比,以及TiO2填料体系最优的填料配方,最终制备出性能优异的耐高温防腐底漆涂层,实现如下涂层性能:450℃下不脱落起泡,附着力0级,铅笔硬度8H,耐水蒸气2 h无明显变化。（3）对比TiO2与ZrO2为主的两种填料体系性能差异,发现ZrO2组表现出较优的耐热性能,而TiO2体系表现出更为优异的耐腐蚀性能。在面漆配方设计中,通过溶胶-凝胶法和硅烷水解缩聚来制备面漆原料,探讨了硅烷不同比例、水的用量不同对于面漆综合性能的影响。通过系列表征分析,确定了以TEOS:MTES摩尔比为3:1、水与硅烷摩尔比3.5:1的合成工艺制备的面漆性能最优,所制备的涂层在酸、碱液中不脱落起泡,硬度达到8H,涂层在3.5wt%Na Cl溶液中极化电阻达到167595Ω·（88）~2。其性能优越的原因是通过Si-O-Si交联结构的形成,实现基板-底漆-面漆三者的较好地结合。综合来看,本论文工作通过对底漆、面漆的合成、配方及工艺的系统优化,最终获得了性能良好的304不锈钢双层涂层,该防护涂层表现出优异的基底附着力、耐热性能、耐高温水蒸气、耐腐蚀性能,提升了304不锈钢板在高温和水蒸气下的使用性能,拓宽了不锈钢板在家电领域的使用范围。
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