东南大学
硕士学位论文
水性无机耐高温涂料的研制及其性能研究
姓名：朱秋华
申请学位级别：硕士
专业：材料学
指导教师：吴申庆
20070110
东南大学硕士学位论文
摘要
耐高温涂料的主要任务是对高温环境下的材料进行表面防护。在对国内外耐高温涂料进行广泛
调研的基础上，本论文采用几种常见的无机材料，例如石英粉、氧化铝短纤维等为填料，以钠水玻
璃为主要成膜物质，研制出新型具有环保意义的水性无机耐高温涂料。
通过正交试验优化配方，并考察了涂料组分如氧化铝短纤维等组分因素对涂层性能的影响，最
终确定最佳配方，固体中各组分的含量分别为：高岭土45．5％、石英粉31．8％、铁红13．6％、氧化铝短
纤维4．6％、填料A 4．6％： 固液比l：1；液相为97．7％钠水玻璃和少量助剂。考察同化工艺对涂层耐
高温性能的影响。对涂装在金属和非金属试样表面的涂层进行检测，测试了多项性能，如耐高温性、
抗剪性、热震性、耐盐水性等，并与进口涂料和国产涂料进行比较。结果表明：自制涂料总体性能
优于国产涂料，部分性能等同或优于进口涂料。初步探讨了涂料的耐高温机理及失效机理。钠水玻
璃经固化后形成三维网状膜，具有优异的耐高温性能，氧化铝短纤维的加入承担部分应力，阻滞裂
纹扩展，可减缓涂层高温下失效。
关键词：水性无机涂料，耐高温，氧化铝短纤维
东南大学硕士学位论文
Abstract
Protecting substrates，exposed to high temperature environments from hot erosion is the most important task of the
high-
temperature
resistant coating．On the basis of reviewing the updated of those
coatings，normal inorganic
materials，such as
silica power and alumina short fibers
are
used as fillers and
sodium soluble glass as the main membrane former．A coating of
environment friendship is aimed
to
develop．
Orthogonai design Was used to optimize
the coating formulation,and the effect ofthe
conponents
Oil
the properties of the coating,such as alumina short fiber and kaolin were studied．The optimized
formulation was then
got：the respective solid content ofkaolin clay,silica powder,red
iron
oxide，alumina
shortfiberandfillerAWas45．5％、31．8％、13．6％、4．6％and4．60／o respectively,andthe
ratiobetween solid
and liquid Was l：1．A few ofliquid auxiliaries of sodium soluble glass were added．111e effect ofcuring
technology Was
also studied．The self-made coating was painted on sheets ofmetal or nonetai as samples
to
prepare tests such as high-temperature
resistance,shear resistance，thermal shock,salt tolerance and
SO On．
Results show that the self-made coating performs more excellently than the domestic coating,while some
properties of it ale equal or better than that of the import coating．The mechanism of
high-temperature
resistance Ware also discussed．Three-dimentional netted membrane was formed when sodium soluble
glass condensed．It had excellent high temperature resistance．The failure Was delayed by the
alumina short
fiber which beared part
StreSS．
Key
words：waterborne inorganic comings，high-tⅢperature resistance，alumina short
fiber
Ⅱ
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果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表
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研究生签名：
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第一章绪论
第一章绪论
1．1涂料的发展及现状
1．1．1涂料的定义
涂料是指涂于物体表面能形成具有保护、装饰或特殊性能(如绝缘、防腐、标志等)的固态涂
膜的一类液体或固体材料之总称。包括油(性)漆、水性漆、粉末涂料。
油漆(又称为油性漆，油性涂料)
水性漆(又称为水性涂料)
涂料<：二{
涂料的应用始于史前时代．早期的涂料主要是以油脂和天然树脂为主要原科，故有“油漆”之称．
随着科学的进步，成分发生变化。现合成树脂已大部或全部取代了植物油，再用油漆一词已不恰当，
故称为“涂料一。在具体的涂料品种名称中可用“漆”字表示“涂料”，如调合漆、厚漆等。业内
对“涂料一与。油漆”的理解一直是统一的，历来认为“涂料”与“油漆”只是对同一种材料的两
种不同称谓而已，不同的只是这两个名称使用场合不同，似有一种约定俗成的用法。涂科由基料(也
称成膜物质、胶黏剂)、颜料、填料、溶剂(或水)及各种配套助剂所组成，如图1．1所示。成膜物质
是组成涂料的基础，它对涂料的性质起着决定作用．颜料则可以使涂料呈现出丰富的颜色，使涂料
具有一定的遮盖力，并且具有增强涂膜机械性能和耐久性的作用．填料也可称为体质颜料，特点是
基本不具有遮盖力，在涂辩中主要起填充作用。填料可以降低涂料成本，增加涂膜的厚度，增强涂
膜的机械性能和耐久性。除了少数无溶剂涂科和粉末涂料外，溶剂是涂料不可缺少的组成部分．助
剂，形象的说，在涂料中的作用，就相当于维生素和微量元素对人体的作用一样，用量很少，但作用
很大，不可或缺。
圈1．1涂料的组
成