Как работают высокотемпературные порошковые покрытия?

Тепло, необходимое для разрушения кремниевой смолы, прочность сцепления значительно превышает рабочие температуры большинства покрытий. Силоксановая связь примерно на 25% прочнее углерод-углеродной связи, используемой в конструкциях из органических смол. Именно поэтому покрытия на основе силикона можно использовать при гораздо более высоких температурах, чем обычные типы покрытий. При отверждении покрытий на основе силикона они, как правило, образуют структуры с очень высокой степенью поперечной сшивки. Такие структуры , как правило, очень твердые, химически стойкие, термостойкие, устойчивые к атмосферным воздействиям и светостойкие. Это позволяет лучше сохранять блеск при воздействии света по сравнению с большинством альтернативных органических покрытий. Электроизоляционные свойства являются еще одним аспектом покрытий на основе силикона.

Недостатком покрытий с высокой твердостью является хрупкость, особенно при ударе или очень быстром изменении температуры. Отвержденные покрытия с наибольшей плотностью поперечных связей наиболее чувствительны к тепловому удару и наименее эластичны. Для механических транспортных средств характерны резкие перепады температур и передвижение по местности с высокой степенью абразивности . Поскольку они были разработаны для этой цели, производители и пользователи этих транспортных средств ожидают, что все детали будут соответствовать требованиям. Поскольку структура полимеров, образующихся при высоких температурах, имеет тенденцию к хрупкости, химик-лакокрасочник должен разработать состав для минимизации нежелательных эффектов. Смолы с очень высокой молекулярной массой могут обеспечить очень прочное покрытие, устойчивое к растрескиванию.

Однако эта новая технология только начинает внедряться на рынок. Как и все семейства смол для нанесения покрытий, силиконовые смолы бывают разных “вкусов”. Существуют различные типы функциональных группы, представляющие собой небольшие участки органических молекул, присоединенные к атому силикона где-то в основной структуре смолы. В порошковых покрытиях выбор несколько более устойчив, чем в жидкостях, поскольку смолы должны быть твердыми при комнатной температуре, температура зависит от характера порошковых покрытий.

Они могут быть “метильного типа”, в котором функциональная группа состоит из углерода, связанного с тремя атомами водорода, или “фенильного типа”, в котором функциональная группа представляет собой кольцо из шести атомов углерода, пять из которых присоединены к атому водорода каждый. Эти две функциональные группы приводят к различным характеристикам ожога. Смешанный тип, содержащий как метильную, так и фенильную группы, не является редкостью. Кроме того, возможны некоторые различия в длине позвоночника (связанные с гибкостью), альтернативных функциональных группах и функциональность (количество функциональных групп на молекулу , доступных для связывания с близлежащими молекулами смолы в процессе отверждения).

При выборе используемой смолы составитель рецептуры учитывает температурные требования к конечному нанесению, основание и подготовку, которой оно должно подвергнуться, требования к свойствам покрытия в отношении блеска, текстуры, ударопрочности, химической стойкости и других ключевых показателей, а затем исследует смолу или смесь смол это уравновешивает все требования. При нагревании метильные группы имеют тенденцию покидать отвержденную смолу структура колеблется примерно от 400 до 550 градусов по Цельсию (от 750
до 1020 градусов по Фаренгейту).

Фенильные группы, как правило  , нагреваются примерно от 550 до 700 градусов по Цельсию (от 1020 до 1290 градусов по Фаренгейту). Интересно, что смолы фенилового типа обычно используются для покрытий при средних температурах; не только потому, что они более совместимы с органическими смолами, которые , вероятно, являются сопутствующими ингредиентами для применения при более низких температурах - около 300 градусов по Цельсию (570 градусов по Фаренгейту) и ниже, — но и потому, что они служат в десять раз дольше, чем метильные группы при 250 градусах Цельсия (480 градусов по Фаренгейту).

Однако при более высоких температурах они выгорают сильнее. То есть при более высоких температурах происходит большая потеря массы фенильных смол , чем метиловых,  и покрытия хуже сохраняют свои свойства при высоких температурах в течение длительного времени. Смолы метилового типа оставляют после себя остаточную золу с повышенным содержанием SiO2 (диоксида кремния) после “выгорания” в течение некоторого времени при температуре 500 градусов по Цельсию (930 градусов по Фаренгейту). Из-за более высокого содержания остаточной золы смолы метилового типа обладают более высокой прочностью пленки, чем смолы фенилового типа, при очень высоких температурах.

Поэтому они наиболее предпочтительны в качестве основной тип смол для применения при высоких температурах. Метиловые типы также, как правило , имеют более высокую твердость, чем метиловые/фенильные или фенилфенильные типы. На многие свойства этих покрытий влияет состояние подложки. Поверхность, обработанная абразивной обработкой, повышает адгезию после обжига и превосходно очищает поверхность от смазок. Если подготовка поверхности состоит из промывки и предварительной обработки, важно проверить стойкость
покрытия к воздействию высоких температур при выбранной предварительной обработке. Предварительная обработка, не подходящая для применения при высоких температурах, приведет к повреждению покрытия.

Ключевым моментом является тестирование используемой системы. Покрытия, подверженные воздействию высоких температур, как правило, чувствительны к загрязнениям на поверхности, в первую очередь из-за воздействия самих высоких температур. Адгезия на загрязненных участках всегда будет сомнительной, если у покрытий этого типа отмечаются дефекты в виде пятен.

Pages: 1 2