聚二甲基硅氧烷涂層材料的制備及性能研究.pdf

1、涂層材料一般分為無(wú)機(jī)涂層(金屬涂層)和有機(jī)涂層，無(wú)機(jī)涂層一般又分為保護(hù)涂層和功能涂層兩大類。有機(jī)涂層中的熱防護(hù)涂層是一種具有特殊用途的材料，在航空航天、電子電氣、紡織、建筑等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前所用基體材料主要為環(huán)氧樹(shù)脂、氯磺化聚乙烯、酚醛、環(huán)氧．聚氨酯、聚苯硫醚．環(huán)氧等，在航天飛機(jī)和導(dǎo)彈等航天產(chǎn)品中應(yīng)用較為廣泛。但是普遍存在缺點(diǎn)，就是價(jià)格較貴、綜合性能較差、均需高溫成型等。聚二甲基硅氧烷因其具有耐氧化、耐寬廣的高低溫交變、耐寒、耐

2、臭氧、優(yōu)異的電絕緣性、生理惰性、耐腐蝕、耐潮濕等優(yōu)良性能，并且不需熱壓設(shè)備。這些優(yōu)點(diǎn)引起了眾多科學(xué)研究者的興趣。 目前國(guó)外對(duì)聚二甲基硅氧烷(PDMS)在固體發(fā)動(dòng)機(jī)殼體外防熱的研究與應(yīng)用開(kāi)始重視，而國(guó)內(nèi)對(duì)其作為熱防護(hù)涂層的研究與應(yīng)用剛剛起步。因此本文通過(guò)引入聚二甲基硅氧烷作為耐熱涂層的基體，采用室溫硫化工藝，制備了復(fù)合涂層材料，研究了不同填料、助劑等對(duì)涂層相關(guān)性能的影響。 (1)研究了基體的粘度對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響。研究結(jié)果表

3、明，隨著粘度的增加即分子量的增加，涂層材料的拉伸強(qiáng)度是逐漸遞增的，可達(dá)1.7MPa。但是基體粘度越大，溶劑等配合劑加入量也會(huì)增加，導(dǎo)致材料成本加大：同時(shí)使得制造工藝復(fù)雜。 (2)白炭黑(氣相二氧化硅)主要起補(bǔ)強(qiáng)作用，一般認(rèn)為白炭黑以物理或化學(xué)的方式與基體交聯(lián)。但是大部分研究者忽略了白炭黑對(duì)PDMS熱穩(wěn)定性能的消極影響。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)TGA-DSC測(cè)試手段，輔以SEM對(duì)添加白炭黑的涂層材料與純PDMS涂層材料進(jìn)行比較分析，結(jié)果表明：熱

4、失重5﹪的溫差最高達(dá)133℃，熱失重10﹪的溫差最高達(dá)167'(2。 (3)利用燦(OH)3低溫?fù)]發(fā)散熱機(jī)理，Al(OH)3在加熱到240*(2～500。C左右時(shí)會(huì)迅速分解出結(jié)晶水并吸收大量的熱量(1967kJ／Kg)，從而降低了材料表面的溫度。微米級(jí)燦(OH)3的引入可以明顯提高涂層材料的耐熱溫度。隨著加入份量的增加，耐熱性能也隨之提高，耐熱溫度可達(dá)300'C。但是Al(OH)3的加入會(huì)降低涂層材料的力學(xué)性能，特別是拉伸強(qiáng)度。

5、 (4)研究了不同含量中空玻璃微珠(HGB)的涂層材料在馬弗爐中100。C、250。C、300。C下的實(shí)際隔熱效果。此外，通過(guò)TG研究發(fā)現(xiàn)，中空玻璃微珠對(duì)涂層體系的耐熱性能是有積極貢獻(xiàn)的，加入量不宜超過(guò)25﹪。 (5)探討了不同溶劑(丙酮、無(wú)水乙醇、松節(jié)油、丙三醇、聚L--醇、石油醚(30～60。C和60。C～90*(2)、甲苯、二甲苯、三氯乙烷、乙酸乙酯、四氯化碳)對(duì)填料的溶解能力。經(jīng)過(guò)綜合選擇，四氯化碳是本體系的最佳

6、選擇。 (6)研究了交聯(lián)劑品種和用量對(duì)聚二甲基硅氧烷拉伸強(qiáng)度的影響，經(jīng)綜合實(shí)驗(yàn)，交聯(lián)劑用量控制在8﹪～10﹪，且交聯(lián)劑C優(yōu)于其它兩種交聯(lián)效果。增塑劑、偶聯(lián)劑的用量對(duì)涂層材料的力學(xué)性能是至關(guān)重要的；二月桂酸二丁基錫作為催化劑應(yīng)控制用量，一般使用量在0．25﹪-1.5﹪。 (7)研究了涂層材料的耐水、耐腐蝕性與附著力的性能，測(cè)試結(jié)果除耐NaOH外其它性能均良好。在耐NaOH實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，幾組材料的損失相對(duì)整體而言均偏大，最高達(dá)