摘要：综述了国内外耐高温防腐有机、无机和有机-无机复合涂料和热障防腐涂层技术的研究与应用的新进展，介绍了有机硅树脂、有机氟树脂、无机硅酸盐基涂料、无机磷酸盐基涂料、陶瓷涂层和搪瓷涂层的发展现状和前景。
关键词：防腐涂料；热障涂层；耐高温
中图分类号：TQ637.3 文献标识码：A 文章编号：1001-0017（2011）06-0060-04
引言
随着科学技术的发展，工程设备及构件的工作条件日益苛刻，要求材料必须具有耐高温、耐磨损冲刷、耐腐蚀、抗热震、抗疲劳等优良性能。单一的金属材料已经不能满足上述要求。例如镍基和钴基合金，在800~1000℃时仍然具有较高的机械强度，但在高温抗氧化、抗腐蚀等方面却存在严重问题，影响了它们的使用寿命。为了解决这些问题,防腐涂层材料和热障防腐涂层技术得到迅速发展。对金属表面施加涂层，进行表面保护和表面强化，可以提高零件的使用寿命和可靠性，改善机械设备的性能和质量，推动高新技术的发展。
高温氧化腐蚀是发生于机件表面的材料流失过程，而其它形式的机件失效有许多问题从表面开始，这样，在保证合金具有优良力学性能的前提下，施加防护涂层就成为改善合金抗高温腐蚀性能的有效途径。因此，热障防腐涂层技术的关键在于耐高温防腐蚀涂料。耐高温防腐蚀涂料一般是指在200℃以上，仍能保持适当的物理机械性能，漆膜不变色、不脱落的涂料。这类涂料广泛地应用于高温炉、热交换器、蒸汽管道、石油化工设备、发动机部位及排气管等方面。高温防腐涂料从分子组成上来说可分为三大类，有机耐高温防腐涂料、无机耐高温防腐涂料和有机-无机复合耐高温防腐涂料。热障防腐涂层包括陶瓷高温防腐涂层和搪瓷涂层。
1·高温防腐涂料的研究进展
1.1有机耐高温防腐涂料
有机耐高温防腐涂料品种繁多，包括杂环聚合物如聚酰亚胺类、聚酰胺酰亚胺类、杂链聚合物如聚醚砜类、聚苯硫醚类等和元素有机聚合物如有机硅类、有机氟类和有机钛类等。其中，杂环和杂链类有机耐高温涂料因价格昂贵，制备工艺复杂，贮存性不好，对颜料要求严格等限制了其应用。有机钛涂料发展较晚，制备工艺复杂，应用还处在起始阶段，所以通常使用的高温防腐涂料为有机硅和有机氟类涂料。
1.1.1有机硅耐高温防腐涂料
有机硅高聚物的主链为硅氧键，其共价键能比普通有机高聚物中的碳碳键的共价键能大，同时，有机硅高聚物中的硅原子和氧原子形成的d-pπ键增加了高聚物的键能及其热稳定性，有机硅高聚物中硅原子所连接的羟基受热氧化后，高度交联且更加稳定[1]。但是，这同时也使有机硅耐热涂料通气性良好，使其防腐性能不能满足一些使用条件较苛刻的场所，目前应用的有机硅耐高温防腐涂料多为改性或者掺杂后的有机硅聚合物耐高温涂料[1]。
美国、日本等国研制的系列有机硅树脂及其改性而成的涂料具有很强的耐高温腐蚀性能，耐温高达650~1400℃，并能经受从环境温度到1100℃的冷热循环20次。该涂料已在DC-9飞机的热交换器上使用。
国内有机硅树脂涂料研究也取得了较好的进展。目前有报道的采用环氧改性有机硅树脂与铝粉、云母粉等复合制得的涂料在350℃和400℃高温环境中可长期使用，耐腐蚀性能优良且涂层具有良好的附着力和抗冲击性。且价格比纯有机硅树脂低。以丙烯酸树脂为本体，通过含羟基有机硅化合物进行改性，添加硅烷偶联剂、增强剂和云母粉制备了一种PH-A型有机硅改性耐高温防腐涂料。耐高温性能高达800℃，耐腐蚀性能优异，在化工、冶金、军工等方面得到广泛应用。
1.1.2氟树脂耐高温涂料
以有机氟聚合物为基料配制的涂料称为氟树脂涂料，它以含氟聚合物为成膜物质，再添加各种颜色填料和助剂而制成的一类涂料，分为粉末涂料、水性涂料和有机溶剂分散涂料，简称氟涂料。氟树脂由含氟原子的单体通过均聚或共聚反应而得，主要品种有聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、以及一些共聚物如四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚合氟烷氧基树脂(PFA)等[2]。
有机氟耐高温涂料具有非常优良的耐蚀性和耐热性能，除熔融于锂、钠、钾，高温下的三氟化氧，高流速的液氟外，它几乎可以耐所有化学介质的侵蚀，有机氟涂料高温防腐性能优越，具有超强的耐候性、耐化学腐蚀性、耐沾污性等特点，其中的水性氟涂料还具有安全、环保的优点，符合涂料的发展趋势，在建筑、化工、船舶、机械等诸多领域得到成功应用。其主要不足之处是不容易溶解于溶剂，涂料固体含量低，成膜薄，施工不方便，而且有机氟涂料机械性能不太理想。有机氟涂料在国内尚处于理论研究和应用开发的初期，涂料主要依赖于进口，价格较高。因此，深入研究氟涂料性质，将氟涂料和附着力强的树脂共混改性，实现优势互补，获得性能可靠的耐高温防腐蚀涂层是目前的研究方向。
