新型耐高温耐腐蚀涂层材料——陶瓷塑料

作者:薛福连 刊名:江苏陶瓷 上传者:陈雯

【摘要】所介绍的陶瓷塑料,既具有陶瓷耐高温、耐腐蚀及高强度的性能,又具有塑料的良好可塑性和粘结性能,并且陶瓷塑料还与各种材料(包括金属)有良好的附着性。

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收稿日期:2009-04-13 0前 言 在化学工业部门和某些科技领域需要一种使用温度范围很广、耐高温、耐腐蚀、高强度的涂层材料,以保护各类与高温、 腐蚀性气流接触的容器和输送 管道免受氧化和腐蚀。 本文所介绍的陶瓷塑料,既具 有陶瓷耐高温、耐腐蚀及高强度的性能,又具有塑料的良好可塑性和粘结性能, 并且陶瓷塑料还与各种 材料(包括金属)有良好的附着性。 以前曾有人采用硅有机粘结剂加某种填料来制备耐高温涂层,但这种涂层材料性能欠佳。 采用在碳 化聚合物基础上的陶瓷塑料, 它不仅有各种良好性 能,而且成本也较低。 陶瓷塑料采用苯酚、苯胺、甲醛 和聚甲基硅酮混合粘结剂加上填料, 填料采用耐火 粘土或工业氧化铝粉, 加入聚甲基硅酮是为了提高 粘结剂抗热氧化的稳定性。 这些粘结剂在高温下焦 化与加入的填料能很好烧结在一起, 一般填料在陶 瓷塑料中占 44%~70%。 1 不同粘结剂配合比的陶瓷塑料性能 研究 试验研究了陶瓷塑料中粘结剂配合比与填料种类以及在烧结过程中对陶瓷塑料物理化学性能的影响。 试验在比较宽的温度范围内进行,烧结时加热速 度为6~8℃/min。烧结后(在最终温度下)保温 1 h,最 高烧结温度为 1650 ℃,试样冷却后评价它的物理化 学性质。 图 1 表示了在两种粘结剂不同配合比情况下, 陶瓷塑料弯曲强度和气孔率与烧结温度的关系。 从图 la 中可以看出,不同烧结温度、两种粘结剂 配合比不同对强度影响的情况是不同的。在 400 ℃ 以前,陶瓷塑料中苯酚、苯胺、甲醛比例越大,强度就 越大。 这是因为此时陶瓷塑料强度主要是粘结剂固 化在起作用。400~800 ℃则出现两种情况:当粘结剂 中苯酚、苯胺、甲醛配比低于 20%时,陶瓷塑料强度 随烧结温度上升而逐渐增加;而高于 20%时,随着烧 结温度的增加,强度反而下降,这与苯酚、苯胺、甲醛的热分解有关。当在 800~1200 ℃烧结时,陶瓷塑料 强度都呈直线状提高, 这与粘结剂热分解产生焦化 残余物与填料进行烧结有关。在 1400 ℃以上,粘结 剂中苯酚、苯胺、甲醛含量越高,对陶瓷塑料焦化烧 结越有利。 所以,此时苯酚、苯胺、甲醛含量高的陶瓷 塑料强度增长更快。 材料气孔率与烧结温度关系见图1b。在 800~ 850℃以前, 任何成分的陶瓷塑料气孔率都剧烈增 加,且气孔率随粘结剂中苯酚、苯胺、甲醛配比增加 而增加。 这是由于苯酚、苯胺、甲醛强烈热分解所造 成。当烧结温度提高到 1000 ℃,粘结剂配比为苯酚、 苯胺、甲醛∶聚甲基硅酮=8∶2或 6∶4 时,陶瓷塑料气孔 新型耐高温耐腐蚀涂层材料———陶瓷塑料薛福连 (沈阳市辽中县化工总厂,辽中 110200) 摘要 所介绍的陶瓷塑料,既具有陶瓷耐高温、耐腐蚀及高强度的性能,又具有塑 料的良好可塑性和粘结性能,并且陶瓷塑料还与各种材料(包括金属)有良好的附着性。 关键词 耐高温;耐腐蚀;涂层材料;陶瓷塑料 江苏陶瓷 JiangsuCeramics 第42卷第 4 期 2009年 8 月 Vol.42,No.4 August,2009 1 2 3 4 5 90 60 30 弯曲强度(MPa) 040080012001 600 烧结温度(℃) 图 1a 陶瓷塑料弯曲强度与烧结温度关系 苯酚、苯胺、甲醛与聚甲基硅酮之比: 曲线1-10∶0;曲线2-8∶2;曲线3-6∶4;曲线4-4∶6;曲线 5-2∶8 31 率仍比较高;而当苯酚、苯胺、甲醛:聚甲基硅酮=2∶8 时,陶瓷塑料气孔率大大降低。气孔率变化这个特性 是由于在该温度范围填料烧结和粘结剂分解同时

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