无机耐高温涂层的制备

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用美工刀和钢尺在涂层上划11条直线,横 竖交叉,间距1mm的方格10个;用专用胶带密 实地粘在格子上,然后呈45°角用力将胶带揭 下;如方格无脱落则判定附着力为100/100,1 个脱落判定为99/100,依此类推。
2、耐酸性和耐碱性:
在涂层上用滴管分别滴加6mol/L盐酸溶液, 40%的氢氧化钠溶液各2滴于不同地方,分别 在5min、5h后观察涂层有无失光,起泡,脱落 ,变黄等现象。
五、实验结果
涂层性能记录表
测试结果 由记录表能够明显 看出,本实验的产物附 73/100 附着力 着力较好,耐碱性良好, 但是耐酸性不足。 耐酸性(5min) 基本无变化
耐碱性(5min) 耐碱性(5h) 基本无变化 涂层表面完好
测试性能
耐酸性(5h)
涂层有些许失光、脱 落现象
七、实验心得
通过这次试验,很好地培养了本人的耐心、 细心程度。砂纸打磨的时候力道要足而均匀, 次数要多到使表面发光。研磨的时候亦是如此 ,要使样品细腻均匀,水量适中,才能够使接 下来的涂层涂抹得厚薄得宜、均匀平整。涂抹 的时候要力道适中,将玻璃板尽量平放,涂抹 方向尽量一致,这样才能减少纹理,使其均匀 平整。 所以说这个实验让我很好地体会到认认真真 做事,心平气和,持之以恒,过犹不及。一步 步踏踏实实地照着规定来,水量,力度都要细 致地把握。
Na2CO3+mSi(OH)4
由于硅酸具有自聚合的特性: nSi(OH)4 {Si(OH)4}n
其中聚合度n不等于模数m,一般n>m,而且随着模数m的增加,而 n更快地增加。
Si(OH)4 SiO2+2H2O 再加之水分的不断蒸发,最后缩合成“-Si-O-Si-”,从 而形成无机涂层。
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网状结构的涂层
三、仪器与试剂
仪器: 托盘天平 研钵(2只) 马弗炉 磁力搅拌器 烧杯(100mL)铁片 量筒(10mL) 玻璃棒 钢尺 小刀 胶头滴管 胶带 试剂: Na2SiO3.9H2O(A.R) SiO2 (A.R) TiO2 (C.R) 6mol/L的盐酸溶液 40% 的氢氧化钠溶液
配料比的改变对涂层的附着力、固化效果、 四、实验内容及步骤
臵于 80℃ 涂于底 室温 恒温箱 涂层在300 - 600℃间的任何温 材表面 20min 至少 度下烘烤,对涂层性能影响不大。若 5min 涂层自然晾干或烘干的最高温度低于
300℃时,所得到的涂层固化效果不 好,附着力差,易脱落。耐酸,耐碱, 耐水性能差。
白色的 耐高温 涂层
涂层性能检测
1、附着力测试(划格法):
无机耐高温涂料的性能和应用: 一般涂料在高温条件下会发生热降解和碳化作用, 导致涂层破坏,不能起到保护作用。 耐高温涂料在高温条件下不龟裂、不起泡、不剥落, 仍能保持一定的物理机械性能,使物件免受高温化学腐蚀, 热氧化。 耐高温涂料广泛应用于烟囱、高温蒸汽管道、热交 换器、高温炉、石油裂解设备等方面。 有机耐高温涂料:有机硅、酚醛树脂、改型环氧、 聚氨酯,耐热温度低于600度,易燃烧,成本高。 无机耐高温涂料:耐热温度高、耐燃性好、硬度高、 寿命长、污染小、成本低。
1gNa2SiO3· 2O 9H 0.6gSiO2 0.8gTiO2
300℃ 马弗炉 20min
0.5mL水 耐热性均会产生影响。如增加 Na2SiO3· 9H2O、SiO2的用量,使固化效 果变差,不耐水;增加TiO2的用量会使附 白色糊 研钵中 着力差;减少Na烧杯内2O、SiO状物 9H 2SiO3· 2的用 研磨 量,会导致附着力变差;减少TiO2的用量, 搅拌均匀 则涂层不耐水,附着力差。
一、实验目的
1. 了解无机耐高温涂料的性能和应用。 2. 学习一种无机硅酸盐耐高温涂料的制备方法。 3.通过实验方案设计,提高分析问题和解决问题 的能力。
二、实验原理
本实验所制备的硅酸盐耐高温无机涂料是使用无机 物硅酸钠、二氧化硅、二氧化钛等耐酸耐碱性好的氧化 物,按一定比例混合均匀,涂于需要的底材上,在一定 温度下烘烤后,可形成致密、均匀、耐高温、抗氧化、 耐老化、耐酸耐碱性能较好的涂层。 它是以硅酸钠和二氧化钛为成膜物质,通过水分蒸 发和分子间硅氧键的结合所形成的无机高分子聚合物来 实现成膜,对光、热和放射性具有稳定性,同时二氧化 钛具有很好的着色力、遮盖力以及化学稳定性,故该涂 料有优良的耐热和耐老化性能以及良好的附着力。
成膜原理
首先,液体钠水玻璃不同于一般的无机盐水溶液,它 具有一定聚合度硅酸的胶质溶液 一方面:在水溶液中水解成硅酸:
NaO2.mSiO2+(2m+1)H2O2
NaOH+mSi(OH)4
另一方面:当钠水玻璃涂料布于物体表面之后,会与空气 中的二氧化碳发生反应,也有硅酸生成:
NaO2.mSiO2+2mH2O+CO2
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