20世紀(jì)50年代,人們開始投入大量的精力研究耐高溫涂層與涂料,開發(fā)了各式各樣的產(chǎn)品,如目前可耐600℃以下的產(chǎn)品主要為改性有機(jī)硅及一些無(wú)機(jī)高固體分涂料,可耐1000℃以上的產(chǎn)品一般為鋁化物、陶瓷氧化物等,但它們所需成膜工藝較復(fù)雜,如需磁控濺射、電弧噴涂、等離子噴鍍等,費(fèi)用昂貴,因此,主要用于尖端科研和軍事領(lǐng)域。
耐高溫涂料發(fā)展經(jīng)歷了無(wú)機(jī)涂料和有機(jī)涂料兩個(gè)發(fā)展時(shí)期:無(wú)機(jī)耐高溫涂料包括硅酸乙酯耐高溫涂料、硅酸鹽耐高溫涂料、硅溶膠耐高溫涂料、磷酸鹽耐高溫涂料;有機(jī)耐高溫涂料包括雜環(huán)聚合物耐高溫涂料和元素有機(jī)耐高溫涂料。無(wú)機(jī)耐高溫涂料一般用無(wú)機(jī)硅膠為基料粘結(jié)劑,加入鋅、鋁及其氧化物或鋅鹽、鋁鹽、鉻酸鹽等,耐500℃左右高溫,早期用于航空航天領(lǐng)域。
隨著我國(guó)高分子合成工業(yè)的發(fā)展,出現(xiàn)了許多耐熱性的聚合物,如聚酰亞胺系高聚物、聚芳醚、聚芳砜、聚芳酯、含氟樹脂、有機(jī)鈦樹脂等。從耐熱性來看,有機(jī)鐵樹脂略高于有機(jī)硅樹脂,但是,有機(jī)鐵樹脂國(guó)內(nèi)尚未工業(yè)化生產(chǎn),有機(jī)鈦單體很少。
以鈦酸丁酯為原料制成的涂膜,性脆且價(jià)格昂貴。芳香族聚合物及含氟樹脂近年來有很大的發(fā)展,在耐熱、耐蝕、耐化學(xué)性、耐潤(rùn)滑油等方面優(yōu)于有機(jī)硅樹脂,但難滲入強(qiáng)極性溶劑且需高溫成膜,因而很少用來作為耐高溫涂料的基料。
有機(jī)硅聚合物由于具有Si—O—Si的無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu),又具有有機(jī)基團(tuán),所以具有無(wú)機(jī)和有機(jī)聚合物的雙重性能,主要表現(xiàn)為耐熱性和電絕緣性能優(yōu)異,耐水、耐潮、耐候性能良好。另外,有機(jī)硅聚合物可溶于甲苯、二甲苯等芳香族溶劑及酮類溶劑,為制備涂料提供了可能性。
耐高溫涂料在現(xiàn)代工業(yè)、軍事、航天領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。例如,冶金工業(yè)中鋼錠均熱、鋼材軋前加熱、煉鋼高爐受熱過程中,電廠在燃料燃燒及排放煙塵過程中,石油煉制裂解等化學(xué)工業(yè)過程中,航空工業(yè)、造船工業(yè)以及其他工業(yè)中,大量存在著高溫氧化問題,高溫腐蝕特別嚴(yán)重,都需采用諸如耐高溫涂層等必要的保護(hù)措施。