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耐高温涂料在钛合金基材上的应用

时间:2020-03-10 14:18:11  来源:  作者:

 钛合金材料在船舶中的应用可提高装备和船舶整体的性能和使用寿命,同时有利于降低船体重量。目前船舶的热力管道(如柴油机排烟管、蒸汽管等部位)已逐渐采用钛合金取代传统钢基材,然而在海洋环境下,钛合金与其相接触的异种金属(如铁、铝及铝合金、铜及铜合金等)容易发生电偶腐蚀,影响产品的寿命和可靠程度,制约了钛合金在船舶中的实际应用。涂覆耐高温绝缘涂料可降低在高温环境下钛合金热力管道外壁的腐蚀问题,是一种快捷有效的方式。一般来说,无机耐热涂料的耐温性能较好,但是在高温环境下, 涂层的绝缘性能较低, 同时绝大部分无机涂料的成膜温度较高,如搪瓷涂层,其成膜温度都在700℃以上, 因而它们在钛合金上的使用受到限制。而有机材料的电绝缘性能较好,但有机树脂的使用温度较低,一般不能在>350℃的温度下使用,需要添加无机粉料以提升涂层的耐温性。有机硅树脂具有较高的热物理稳定性,以硅氧键Si-O-Si为主链的有机硅树脂, 侧链主要为有机基团,这种结构使有机硅树脂同时具备了无机材料和有机聚合物的性能; 且有机硅高聚物在高温环境下,侧链的有机基团氧化形成更加稳定的Si-O-Si键,在表面生成了富含Si-O-Si键的保护层, 降低了对聚合物内部的影响。因此,选用有机硅树脂作为钛合金基材用耐高温涂料的基料。大部分的有机硅树脂在300℃以上时开始逐渐分解,此时,低熔点的粉料可代替树脂作为粘结剂,而有机硅树脂此时以Si-O键的形式与粉料粘结,因此,颜、填料的组成对涂层性能具有重大影响。以熔点在400~550℃的玻璃粉作为填料,玻璃粉在受热下熔化,形成釉质层,替代树脂热分解后作为涂层的成膜物质,形成“二次成膜”,提高涂层的耐温性。以有机硅树脂为粘结剂, 加入低熔点玻璃粉、耐高温填料、助剂和溶剂等,制备成一种钛合金用耐高温涂料。该涂料具有良好的力学性能、理化性能和电绝缘性能,可对钛合金基材进行有效防护,效果良好。较敏感等。水性涂料的市场份额逐渐增大,但要全面取代溶剂型涂料任重道远。加强水性树脂和涂料的研究和开发,进一步提高水性涂料的性能有非常重要的现实意义。

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