CN102816520A - 一种耐高温抗静电涂料 - Google Patents

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魏化震
李增翼
张俊华
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高守臻
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Abstract

本发明属于涂料技术领域,涉及功能涂料设计与加工技术。本发明涉及的耐高温抗静电涂料,利用耐高温有机硅树脂高热稳定特性赋予涂料良好的耐高温性能;采用高热稳定、低导热的无机绝热填料进一步提高涂料的耐高温性能;采用低电阻率、透波性和相容性好的无机导电材料作为抗静电填料赋予涂料优异的抗静电性能和透波性能,至少包括40份耐高温有机硅树脂、10份~20份无机绝热填料、20份~40份无机导电填料。该涂料兼具优异的抗静电透波性能和耐高温性能,700℃、3min不碳化,并具有良好的工艺性和经济性,适用于高热富静电场合,特别适用于高温短时超音速飞行器天线罩的耐高温抗静电透波防护。

Description

一种耐高温抗静电涂料
技术领域
[0001] 本发明属于涂料技术领域,涉及功能涂料设计与加工技术,特别涉及有机耐高温抗静电涂料设计与加工技术。
背景技术
[0002] 耐高温抗静电涂层主要用于高热富静电场合下材料的防护,特别适用于超音速天线罩的防护。传统的无机耐高温抗静电涂层兼具良好的耐高温性能和抗静电性能,但无机涂层脆、受热冲击易遭到破坏,此外,无机涂层还存在工艺性差、成本高的缺点。有机涂层以其良好的经济性、工艺性和综合性能成为耐高温抗静电涂层的优选和发展趋势。 [0003] 现有的有机耐高温涂层具有良好的耐高温性能,广泛应用于各类高温场所。
[0004] “有机硅耐高温涂料的研制”(《特种涂料与涂装专刊》2007 V. 10 No. 9:23〜24. 28) 一文介绍了一种耐高温涂料,该涂料以苯甲基硅树脂为基体,以云母粉、石墨粉、三氧化二铬等为颜填料,能耐450°C〜500°C。
[0005] “有机硅耐高温涂料的研制”(《北京化工大学学报》2006 V. 33 No. 1:59〜62. 67)一文以两种有机硅树脂为基料,以滑石粉、瓷土、铝粉、低熔点玻璃粉等为颜填料,制备出一种能短时耐700°C的高温涂料,并对低熔点玻璃粉、滑石粉、铝粉和硅烷偶联剂在有机硅耐高温涂料中的作用机理以及对涂料性能的影响进行了讨论。
[0006] 上述文献侧重介绍了涂层的耐高温性能,未涉及涂层抗静电性能。
[0007] 美军常用的三种有机抗静电涂层MIL-C-7429B、MIL-C-83231和AF-C-934,分别采用氯丁橡胶、聚氨酯和氟碳树脂为基体,填料体系不详,其长期使用温度分别为100°c、150°C 和 260 °C o
[0008] CN 102250545 A公开了一种耐高温的抗静电涂层,该抗静电涂层以双组分有机硅树脂为基体,以掺锑二氧化锡或掺铟氧化锡金属氧化物半导体粉末为导电填料,能满足250°C下长时条件下超音速飞行器天线罩的防护要求。
发明内容
[0009] 本发明的目的是针对有机抗静电涂层耐高温性能不足的现状,提供一种耐高温性能和抗静电透波性能优异、工艺性和经济性良好的有机耐高温抗静电涂层。
[0010] 本发明的目是这样实现的:利用耐高温有机硅树脂高热稳定特性赋予涂料良好的耐高温性能;采用高热稳定、低导热的无机绝热填料进一步提高涂料的耐高温性能;采用低电阻率、透波性和相容性好的无机导电材料作为抗静电填料赋予涂料优异的抗静电性能和透波性能。
[0011] 本发明涉及的耐高温抗静电涂料,至少包括耐高温有机硅树脂、无机绝热填料、无机导电填料,重量组成为:
耐高温有机硅树脂 40份;
无机绝热填料 10份〜20份;无机导电填料 20份〜40份;
其中:耐高温有机硅树脂为空气中热降解温度不低于350°C的甲基苯基有机硅树脂;无机绝热填料选自硅酸铝纤维粉、高岭土、滑石粉中的一种或其中几种的组合;无机导电填料选自导电云母、导电钛白粉、导电硫酸钡中的一种或其中几种的组合。
[0012] 本发明涉及的耐高温抗静电涂料,至少包括耐高温有机硅树脂、无机绝热填料、无机导电填料,重量组成为:
耐高温有机硅树脂 40份;
无机绝热填料 15份〜20份;
无机导电填料 25份〜40份。
[0013] 本发明涉及的耐高温抗静电涂料,所述无机绝热填料的粒度不小于200目。
[0014] 本发明涉及的耐高温抗静电涂料,所述无机导电填料的电阻率不大于100 Q -cm.
[0015] 本发明涉及的耐高温抗静电涂料,所述无机导电填料的粒度不小于600目。
[0016] 本发明涉及的耐高温抗静电涂料兼具优异的抗静电透波性能和耐高温性能,700°C、3min不碳化,并具有良好的工艺性和经济性,适用于高热富静电场合,特别适用于高温短时超音速飞行器天线罩的耐高温抗静电透波防护。
具体实施方式
[0017] 下面结合具体实施例对发明进行进一步的说明。任何一种可以实现本发明的技术方法均构成本发明涉及技术方案的一部分。
[0018] 实施例I
采用两次混合工艺制备涂料,依次加入40份S-128硅树脂(分解温度400°C ),25份二甲苯,10份无水乙醇,溶解均匀;加入10份200目硅酸铝纤维粉,采用SYM-0. 75型蓝式研磨机,转速1440r/min,研磨0. 5h,细度到达25 u m ;
上述体系中加入10份1000目50 Q ^cm导电云母,10份800目50 Q ^cm导电硫酸钡,采用JJ-I型精密增力电动搅拌机,转速750r/min,分散2h,得到本发明涉及的有机耐高温抗静电涂料。
[0019] 采用该涂料在100°C lh,180°C 2h条件下固化制备的0. 05mm的涂层,400°C马弗炉静态加热60min后,涂层无碳化;对试验后的涂层进行测试,表面电阻5. 2M Q,介电常数,3. 42 (IOGHz ),损耗角正切 0. 026 (IOGHz)0
[0020] 实施例2
采用两次混合工艺制备涂料,依次加入40份S-127硅树脂(分解温度390°C ),30份甲苯,5份无水乙醇,溶解均匀;加入10份500目高岭土,5份300目滑石粉,采用SYM-0. 75型蓝式研磨机,转速720r/min,研磨lh,细度到达22. 5 y m ;
上述体系中加入25份600目IOQ ^cm导电钛白粉,采用JJ-I型精密增力电动搅拌机,转速1500r/min,分散Ih,得到本发明涉及的有机耐高温抗静电涂料。
[0021] 采用该涂料在110°C lh,160°C 3h条件下固化制备的0. 05mm的涂层,500°C马弗炉静态加热30min后,涂层无碳化;对试验后的涂层进行测试,表面电阻7. OMQ,介电常数,3. 61 (IOGHz ),损耗角正切 0. 029 (IOGHz)0
[0022] 实施例3采用两次混合工艺制备涂料,依次加入40份GS-401硅树脂(分解温度380°C ),35份二甲苯,5份无水乙醇,溶解均匀;加入10份200目硅酸铝纤维粉,10份300目滑石粉,采用QM-I型球磨机,转速150r/min,研磨6h,细度到达17. 5 y m ;
上述体系中加入25份1000目50 Q ^cm导电云母,15份800目50 Q ^cm导电硫酸钡,采用JJ-I型精密增力电动搅拌机,转速3000r/min,分散0. 5h,得到本发明涉及的有机耐高温抗静电涂料。
[0023] 采用该涂料在120°C lh,190°C I. 5h条件下固化制备的0.04mm的涂层,600°C马弗炉静态加热IOmin后,涂层无碳化;对试验后的涂层进行测试,表面电阻3. 6MQ,介电常数,3. 29 (IOGHz ),损耗角正切 0. 021 (IOGHz)0
[0024] 实施例4
采用两次混合工艺制备涂料,依次加入40份S-128硅树脂(分解温度400°C ),20份二甲苯,10份甲苯,10份无水乙醇,溶解均匀;加入5份500目硅酸铝纤维粉,5份500目高岭 上述体系中加入10份800目IOQ • cm导电云母,10份800目50 Q • cm导电钛白粉,10份600目IOQ ^cm导电硫酸钡,采用JJ-I型精密增力电动搅拌机,转速1500r/min,分散lh,得到本发明涉及的有机耐高温抗静电涂料。
[0025] 采用该涂料在90°C I. 5h,180°C 2h条件下固化制备的0. 04mm的涂层,700°C马弗炉静态加热3min后,涂层无碳化;对试验后的涂层进行测试,表面电阻4. 8MQ,介电常数,3. 38 (IOGHz ),损耗角正切 0. 022 (IOGHz)0
[0026] 实施例5
采用两次混合工艺制备涂料,依次加入40份TSRl 16硅树脂(分解温度350°C ),17份二甲苯,13份甲苯,10份无水乙醇,溶解均匀;加入5份200目硅酸铝纤维粉,3份300目高岭土,4份300目滑石粉,采用QZM-I型锥形磨,转速180r/min,研磨4h,细度到达20 y m ;
上述体系中加入10份1000目50Q • cm导电云母,8份600目10 Q • cm导电钛白粉,12份800目50 Q ^cm导电硫酸钡,采用JJ-I型精密增力电动搅拌机,转速750r/min,分散2h,得到本发明涉及的有机耐高温抗静电涂料。
[0027] 采用该涂料在100°C lh,180°C 2h条件下固化制备的0. 05mm的涂层,500°C马弗炉静态加热30min后,涂层无碳化;对试验后的涂层进行测试,表面电阻5. 3MQ,介电常数,3. 37 (IOGHz ),损耗角正切 0. 023 (IOGHz)0
[0028] 实施例6
采用两次混合工艺制备涂料,依次加入40份TSRl 16硅树脂(分解温度355°C ),18份二甲苯,12份甲苯,8份无水乙醇,溶解均匀;加入4份500目硅酸铝纤维粉,8份300目高岭土,6份600目滑石粉,采用QZM-I型锥形磨,转速180r/min,研磨6h,细度到达17. 5iim ;
上述体系中加入8份800目IOQ • cm导电云母,10份800目50 Q • cm导电钛白粉,6份600目10 Q • cm导电硫酸钡,采用JJ-I型精密增力电动搅拌机,转速3000r/min,分散0. 5h,得到本发明涉及的有机耐高温抗静电涂料。
[0029] 采用该涂料在110°C lh,190°C I. 5h条件下固化制备的0.04mm的涂层,400°C马弗炉静态加热60min后,涂层无碳化;对试验后的涂层进行测试,表面电阻4. 9M Q,介电常数,3. 34 (IOGHz ),损耗角正切 0. 022 (IOGHz)0

Claims (5)

1. 一种耐高温抗静电涂料,至少包括耐高温有机硅树脂、无机绝热填料、无机导电填料,重量组成为: 耐高温有机硅树脂 40份; 无机绝热填料 10份〜20份; 无机导电填料 20份〜40份; 其中:耐高温有机硅树脂为空气中热降解温度不低于350°C的甲基苯基有机硅树脂;无机绝热填料选自硅酸铝纤维粉、高岭土、滑石粉中的一种或其中几种的组合;无机导电填料选自导电云母、导电钛白粉、导电硫酸钡中的一种或其中几种的组合。
2.根据权利要求I所述的耐高温抗静电涂料,至少包括耐高温有机硅树脂、无机绝热填料、无机导电填料,重量组成为: 耐高温有机硅树脂 40份; 无机绝热填料 15份〜20份; 无机导电填料 25份〜40份。
3.根据权利要求I或2所述的耐高温抗静电涂料,所述无机绝热填料的粒度不小于200 目。
4.根据权利要求I或2所述的耐高温抗静电涂料,所述无机导电填料的电阻率不大于100 Ω · cm。
5.根据权利要求I或2所述的耐高温抗静电涂料,所述无机导电填料的粒度不小于.600 目。
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