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機涂層(金屬涂層)和有機涂層，無機涂層一般又分為保護涂層和功能涂層兩大類。有機涂層中的熱防護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、建筑等領域有著廣泛的應用。目前所用基體材料主要為環(huán)氧樹脂、氯磺化聚乙烯、酚醛、環(huán)氧．聚氨酯、聚苯硫醚．環(huán)氧等，在航天飛機和導彈等航天產品中應用較為廣泛。但是普遍存在缺點，就是價格較貴、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，并且不需熱壓設備。這些優(yōu)點引起了眾多科學研究者的興趣。 目前國外對聚二甲基硅氧烷(PDMS)在固體發(fā)動機殼體外防熱的研究與應用開始重視，而國內對其作為熱防護涂層的研究與應用剛剛起步。因此本文通過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，制備了復合涂層材料，研究了不同填料、助劑等對涂層相關性能的影響。 (1)研究了基體的粘度對拉伸強度的影響。研究結果表

3、明，隨著粘度的增加即分子量的增加，涂層材料的拉伸強度是逐漸遞增的，可達1.7MPa。但是基體粘度越大，溶劑等配合劑加入量也會增加，導致材料成本加大：同時使得制造工藝復雜。 (2)白炭黑(氣相二氧化硅)主要起補強作用，一般認為白炭黑以物理或化學的方式與基體交聯(lián)。但是大部分研究者忽略了白炭黑對PDMS熱穩(wěn)定性能的消極影響。本實驗通過TGA-DSC測試手段，輔以SEM對添加白炭黑的涂層材料與純PDMS涂層材料進行比較分析，結果表明：熱

4、失重5﹪的溫差最高達133℃，熱失重10﹪的溫差最高達167'(2。 (3)利用燦(OH)3低溫揮發(fā)散熱機理，Al(OH)3在加熱到240*(2～500。C左右時會迅速分解出結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300'C。但是Al(OH)3的加入會降低涂層材料的力學性能，特別是拉伸強度。

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下的實際隔熱效果。此外，通過TG研究發(fā)現(xiàn)，中空玻璃微珠對涂層體系的耐熱性能是有積極貢獻的，加入量不宜超過25﹪。 (5)探討了不同溶劑(丙酮、無水乙醇、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)對填料的溶解能力。經過綜合選擇，四氯化碳是本體系的最佳

6、選擇。 (6)研究了交聯(lián)劑品種和用量對聚二甲基硅氧烷拉伸強度的影響，經綜合實驗，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)劑的用量對涂層材料的力學性能是至關重要的；二月桂酸二丁基錫作為催化劑應控制用量，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，測試結果除耐NaOH外其它性能均良好。在耐NaOH實驗中發(fā)現(xiàn)，幾組材料的損失相對整體而言均偏大，最高達