高温防腐漆又称高温防腐漆。要了解其作用机理，首先要了解高温防腐的对象。高温防腐涂料是指涂料在高温下如何保护基材材料不与环境介质发生化学或电化学反应。可能会发生腐蚀等劣化现象。其次，要了解高温的定义。化学工业中的耐高温原本是指能长期耐600℃以上的使用环境。在工业中，温度在600°C至1200°C之间的长期而非短期使用条件通常被称为电阻。高温，600度以下为中低温，1200℃以上为超高温。第三，耐高温防腐涂层材料必须具有阻燃、隔热的物理屏蔽作用。这就要求我们使用的高温防腐涂料的基体树脂对大多数基材具有优异的附着力，同时还具有耐高温、高硬度、抗氧化、耐腐蚀、耐磨、阻燃、隔热、高疏水性等特点。等特点。
聚硅氮烷是一种国外“卡脖子”树脂，它具有很强的机械、热、电、机械性能，是目前任何其他树脂本身都无法比拟的。目前，大多数常见的环氧树脂、聚氨酯等树脂的耐温仅限于200℃以内。聚硅氮烷这一被“卡住”的耐高温防腐材料，近日被中硅新材料泉州公司及其硅新材料研究院团队突破，并已投入中试生产。单独聚硅氮烷低聚物树脂的长期使用温度可达400℃以上钢结构防腐漆品牌，铅笔硬度达到4H，基材附着力为0级，漆膜仅为10微米左右。高分子聚硅氮烷树脂本身的长期使用温度可达600℃至1000℃，铅笔硬度可达9H。耐火焰侵蚀和热冲击，可经受700℃2小时高温、水淬和快速加热试验，重复10次后涂层无起泡、剥落现象。广泛应用于航空航天、半导体电子、光伏电池、耐高温防腐工业涂料及前驱体、粘合剂、树脂基复合材料等领域。
700℃高温2小时，水急冷急热试验，重复10次，涂层无起泡、剥落
什么是耐高温防腐涂料？是指工业工作环境中高温下金属材料等基体与氧、硫、碳、氮等元素发生化学或电化学反应，导致材料变质或破坏等腐蚀。大致可分为氧化腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀等三种类型的腐蚀。腐蚀介质通常是与各种酸、碱、盐、O2、SO2、CO2、水蒸气、微生物、电流等直接接触而引起的腐蚀以及金属在高温下形成的氧化皮。可发生腐蚀、电偶腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀、擦伤、晶间腐蚀、氢损伤等腐蚀。高温防腐涂层采用特殊的高温防腐涂层为高温环境下的基材提供长期的高温防腐保护。此类涂层主要由耐高温聚合物、混合树脂或特种陶瓷等填料组成，可承受约600℃至1200℃的高温腐蚀。广义上的高温腐蚀环境一般是指金属的工作温度达到其熔点30%～40%时的工作状态。
随着工业的发展，高温防腐作业正逐渐渗透到人们的生活中。金属的高温腐蚀在家庭和工业中极为常见。小到小家电的高温部件，如加热板、散热器、微波炉门上的铝板、电饭锅内壁、烤盘外壁、空调散热器等涂层，以及禁止接触明火。氟环保烧烤炉、壁炉、火坑及汽车排气管、插头、发动机等高温部件的生活涂层，以及高炉、热风炉、窑炉、烟囱的高温防腐涂层，石化、能源、电力、冶金、航空航天等领域的高温管道等，其中部分耐高温防腐涂层要求高温防护高达2000℃以上。
高温防腐涂料的作用机理是涂料基料中含有的OH活性基团与填料中的活性成分以及钢材活性表面的极性基团快速反应，生成具有三价键的聚合物。三维交联结构钢结构防腐漆品牌，赋予材料良好的机械性能，涂层与基材有良好的结合。涂层与钢基体紧密结合，形成具有电化学保护和物理屏蔽作用的高温防腐涂层。同时，由于涂料在400℃以上高温烘烤，涂料会逐渐排出水分（溶解水、结晶水、结构水、固化反应生成的水）。一些特殊材料涂层经过高温固化后，会在800℃左右形成致密的陶瓷层。
国际国内高温防腐技术大致分为有机系列和无机系列。有机高温防腐涂料通常采用有机硅氧烷作为载体。最高改性温度不会超过400摄氏度。如果温度超过这个温度就会发生碳化或软化。耐温性不够，可能会导致涂层剥落、起皱或开裂。变色等缺陷。无机高温防腐涂料可以承受至少600℃的高温环境，不会造成涂层剥落、起皱、变色等缺陷，从而达到更好的高温防腐保护，并具有良好的热稳定性。 、耐化学性和机械性能，无机聚合物通常又硬又脆。
然而，这显然还不够。例如，在化工原料生产炉中，炉内温度可达1000℃。如果没有完善的高温防腐保护，炉体材料在高温环境下会迅速腐蚀。金属如果没有高温防腐涂层的保护，在高温环境下其氧化腐蚀速度会加快。对于生产二氧化硫的企业来说，有大量的腐蚀性气体。如果没有高温防腐涂层保护焙烧炉的炉金属，4厘米厚的炉金属板不超过三个月就会被完全腐蚀。环氧酚醛漆、无机富锌漆、有机改性有机硅漆等常见高温防腐涂料的长期工作温度不超过400℃。
目前使用的高温耐腐蚀涂料大多耐温范围为600℃至1200℃，是集国家航空航天等军工领域科研成果，采用多种材料制成的。的材料。它们的使用时间短，性能不稳定。 。因此，需要寻找或研发一种具有附着力强、耐高温、抗氧化、耐腐蚀、耐磨、耐候、防锈、阻燃、隔热等性能特点的基材，“集”高兼具有机和无机聚合物性能的高温防腐材料已成为化工行业高温防腐专家的研究热点。
聚硅氮烷是一种以Si-N为重复主链的有机-无机杂化聚合物，由硅、氮、碳三种元素组成。因此，聚硅氮烷同时具有硅的化学稳定性和氧化稳定性。 、耐高温、耐腐蚀、疏水性、化学惰性和含氮疏水性。与大多数有机聚合物相比，有机聚硅氮烷OPSZ具有更强的热稳定性、机械稳定性和化学稳定性，以及更高的硬度和附着力、抗氧化、防腐、绝缘、阻燃、隔热、耐磨、疏水等特点。等，可耐高温高达1800℃以上，800-1000℃高温时会转化为无机聚硅氮烷PHPS，并形成Si-CN等非晶态陶瓷致密涂层。就地生成。 1400℃后，将部分生成SiC和Si3N4。 SiC是高温炉的常用部件，Si3N4常用于生产燃气轮机部件以及轴承、切削工具等。聚硅氮烷树脂具有良好的耐温性能。当添加适当的填料时，可以提高隔热效果，为复合材料提供更好的高温保护。
由于聚硅氮烷结构的Si-N极性特性，聚硅氮烷的NH-可以与基板的极性基团发生反应，Si-NH-Si键很容易与基板表面的-OH发生反应。产品固化后形成三维交联结构，聚硅氮烷的-OH以共价键的形式与基材结合，从而与基材形成紧密的结合。涂层与钢基体融为一体，形成具有电化学保护和物理屏蔽作用的高温防腐涂层。涂层固化后硬度可达8H以上，硬度低，更柔韧。因此，它是一种良好的金属高温防护的耐高温防腐涂层材料。涂有有机聚硅氮烷树脂涂层的钢材经过2400小时的冷凝水气候试验后未出现腐蚀。聚硅氮烷这种特殊的新材料，几乎“结合”了耐高温防腐涂料的性能。目前，商品化的以聚硅氮烷为主要原料的高温防腐涂层材料主要应用于军用和民用汽车的发动机、排气管、活塞、热交换器、高温孔密封、工业高温炉等领域。和卡车。 、防火保温材料等
鉴于在高温防腐涂料前驱体中添加填料是制备高温防腐涂料、减少涂层缺陷的最有效途径。常见的惰性填料主要是指金属碳化物、金属氧化物和金属氮化物，如SiC、Si3N4、BN、Al2O3等。惰性填料之间或惰性填料与前驱体聚合物、热解气氛和热解产物之间不会发生反应。主要是通过降低混合物中前驱体的比例，在一定程度上减少热解过程中产物的体积。收缩并减少裂纹、气孔等缺陷的发生。
中硅新材料（泉州）有限公司及其硅新材料研究院专门组建了高温防腐及聚硅氮烷相关专业领域的专家团队。基于聚硅氮烷优异的高温防腐等性能，结合石化、能源、电力、冶金、航空航天等领域转型升级对耐高温防腐涂层性能的新需求。在最大限度保留和提高聚硅氮烷的耐高温、抗氧化、防腐、防锈、耐候、耐磨、抗辐射、阻燃、隔热以及对大多数基材如作为金属，主要目的是改善和增加有机聚硅氮烷的收缩率、耐酸碱性、热稳定性和柔韧性。
我们从多方面入手，减少涂层在热解和固化过程中的体积收缩，生成并保持涂层钝化膜的致密性，降低涂层出现缺陷的概率，降低氯离子浓度，使用材料还原性比铁好。将强负极材料金属（如锌）或合金与钢铁制品连接，如Al2O3等。这种牺牲阳极阴极保护方法。当发生电偶腐蚀时，这种比要保护的金属基材活性更高的材料会充当负极，被氧化腐蚀。涂层基材的金属设备或导体发生还原反应而受到保护。
涂层耐氯腐蚀机理及高温失效原理图
通过涂层前驱体有机聚硅氮烷引入氧化锆、玻璃粉、BN等惰性填料，有效改善聚硅氮烷涂层高温龟裂时产生的体积收缩，进一步提高涂层的致密性和热稳定性。性能，增强涂层与基材之间的附着力。同时，它提供腐蚀保护，防止氯离子在高温下侵入涂层金属表面。聚硅氮烷改性高温防腐涂料，在温度（≥400℃）时，氯化铵分子内的离子键会断裂。氯化铵分子中的氯离子（Cl-）和铵离子（NH4+）分别转化为氯化氢和氨气而挥发或部分氯气被氮气取代。冷却后，氯化氨会再生，而潮湿或水环境仍保留。氯会被游离氨NH3损失掉，从而始终保持氯浓度处于较低水平或接近于零，使氯离子不易到达金属表面。确保氯离子浓度低于25ppm，形成氯离子富集效应并产生一系列三氯化铁反应，导致点蚀和应力。发生腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀。这保证了金属设备的高温腐蚀防护和安全运行。
