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   摘  要：簡述應(yīng)用于高溫顏料生產(chǎn)高溫涂料的研究，重點介紹MMO高溫顏料性能、特點、品種及其在耐高溫涂料中的應(yīng)用，并對該類顏料發(fā)展狀況進行了分析，讓國內(nèi)耐高溫涂料生產(chǎn)商對MMO高性能環(huán)保無機顏料在典型的有機硅等耐高溫涂料中的應(yīng)用有著進一步的認識。
   關(guān)鍵詞：高溫涂料 MMO高溫顏料 環(huán)保無機顏料   耐高溫  

1高溫涂料
    目前市場上高溫涂料主要為無機耐高溫涂料和有機耐高溫涂料兩大類。其中，無機耐高溫涂料主要有陶瓷涂料、硅酸鹽類涂料和富鋅底漆等；有機耐高溫涂料主要有氟樹脂涂料、雜環(huán)聚合物涂料和有機硅高溫涂料等，有機硅樹脂由于其主鏈的硅氧鍵鍵能很強，所以具有很好的耐熱性，以有機硅樹脂作為耐高溫涂料成膜物最為普遍。有機硅樹脂還具有有機基團，兼有無機和有機的雙重性能。有機硅樹脂用其他樹脂改性，或拼用特殊顏涂料，具有良好的施工性能、涂膜物理化學(xué)性能及特殊耐熱性能，因而得到廣泛應(yīng)用。
1.1普通耐高溫涂料
    耐高溫涂料是指漆膜在200℃以上不變色、不脫落、仍能保持適當物理機械性能的涂料,它在現(xiàn)代工業(yè)、軍事、航天領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。例如高溫蒸汽管道、熱交換器、高溫爐、石油裂解設(shè)備、發(fā)動機部位及排氣管等經(jīng)常處于高溫和腐蝕介質(zhì)中,高溫腐蝕特別嚴重,增加了設(shè)備維修費用,并給安全生產(chǎn)帶來很大隱患,需要采取諸如耐高溫涂層等必要的保護措施。
    常見的有機硅耐高溫涂料雖然具有優(yōu)異的耐高溫性能,但存在物理機械性能和防腐蝕性能較差的問題,且由于耐高溫涂料的技術(shù)評估及標準不一,耐高溫涂層失效原因分析的偏差,導(dǎo)致耐高溫涂料保護效果參差不齊的問題相當突出。一些高溫設(shè)施涂刷耐高溫涂料后,并不會立即投入運行,另一些設(shè)備如汽車、摩托車排煙管等部件所涂的耐高溫涂料,常處于常溫、高溫和水洗沖刷交替狀態(tài),這都對耐高溫涂料的防腐性能要求十分苛刻。因此,在設(shè)計有機硅耐高溫涂料的配方時,需綜合考慮漆膜的物理機械性能、耐熱性能及防腐防銹性能要求。
1.2有機硅耐高溫涂料
    隨著高端無機顏料的技術(shù)發(fā)展特別是MMO高溫顏料的問世，以改性有機硅樹脂為耐高溫涂料的成膜物, 搭配適量的耐熱顏料、填料、助劑、溶劑等，生產(chǎn)出一種可常溫固化的耐800°C高溫防腐蝕涂料，該涂料具有良好的耐高溫性,防腐蝕性及物理機械性能,在500℃高溫下可長期使用以成為現(xiàn)實。
1.3有機硅耐高溫涂料應(yīng)用
    有機硅耐高溫涂料應(yīng)用：各種耐高溫設(shè)備如高爐、壁爐、鍋爐、熱風(fēng)爐內(nèi)外壁、煙囪、煙道、排氣管、熱交換工藝品、油氣田管道及設(shè)備、煉鋼設(shè)備及管道等表面高溫氧化腐蝕問題，最行之有效的解決方法就是采用耐高溫抗氧化層保護。耐高溫防護涂料以制作方便、成本低廉在現(xiàn)代工業(yè)、軍事、航天等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
2. MMO高溫顏料
2.1 MMO高溫顏料詮釋
    MMO高溫顏料（Mixed Metal Oxide Pigment）是國際上最近幾年才興起的一種耐高溫的高性能無機顏料，現(xiàn)已開始廣泛應(yīng)用于有機硅耐高溫涂料、氟碳涂料、彩鋼涂料與各種功能性涂料、工程塑料、陶瓷、玻璃、軍事、建材等眾多領(lǐng)域。該高溫顏料由多種金屬氧化物經(jīng)高溫固相反應(yīng)而生成，具有環(huán)保無毒的耐高溫?zé)o機顏料，學(xué)術(shù)上稱之為金屬氧化物混相顏料，在國際上，常稱呼為復(fù)合無機顏料、CICP(Complex Inorganic Color Pigment)等。
    MMO高溫顏料在國內(nèi)由湖南巨發(fā)科技有限公司首先研發(fā)并于前幾年面市的高檔彩色無機顏料，它是所有的顏料、染料中，各項耐性最高的，因而非常適合于有機硅等耐高溫涂料的應(yīng)用，并緩解此前高溫涂料行業(yè)常常面臨的因高耐溫彩色顏料比較罕見而出現(xiàn)的顏色種類非常有限的問題。
2.2MMO高溫顏料品種
    MMO高溫顏料花色品種較多(但遺憾的是沒有紅色品種)，擴大品種也比較容易，只要在主晶格中摻雜適當?shù)陌l(fā)色金屬離子即可。工業(yè)上應(yīng)用量較大的是金紅石型MMO高溫顏料和尖晶石型MMO高溫顏料。表1是幾種常用的MMO高溫顏料。許多MMO高溫顏料還可通過加人另外的金屬離子產(chǎn)生變體MMO高溫顏料，如鈦鎳黃可有鈦鈮黃變化；鈦鉻棕（又稱鈦鉻黃）可有兩個變體，一個為鈦鈮鉻黃(P.Y.162)，另一個為鈦鎢鉻黃；鈷藍的一個變體為鉻鈷鋁藍（P.B.36）。參見表1 MMO高溫顏料名稱和組成。

                                               表1 MMO高溫顏料名稱和組成
名 稱 C.I.名稱 C.I.號 示意化學(xué)式 晶型
鈦鎳黃 顏料黃53 77788 (Ti，Sb，Ni)O2 金紅石
鈦鉻棕 顏料棕24 77310 (Ti，Sb，Cr)O2 金紅石
鈦鉻黃 顏料棕162 77896 (Ti，Nb，Cr)O2 金紅石
鈦鉻黃 顏料棕163 77897 (Ti，W，Cr)O2 金紅石
鈦錳棕 顏料黃164 77899 (Ti，Sb，Mn)O2 金紅石
鈷藍 顏料藍28 77346 CoAl2O4 尖晶石
鉻鈷藍 顏料藍36 77343 Co(Al，Cr)2O4 尖晶石
鉻鈷綠 顏料綠26 77344 CoCr2O4 尖晶石
鉻銅黑 顏料黑28 77428 CuCr2O4 尖晶石
鐵鉻黑 顏料棕29 77500 (Fe，Cr)2O3 尖晶石
鉻鐵銅黑顏料黑22 77429 Cjavascript:void(0)2O4 尖晶石
鈦鐵棕 顏料黑12 77543 Fe2TiO4 尖晶石
鈷綠 顏料綠5O 77377 Co2TiO4 尖晶石
鈷綠 顏料綠5O 77377 （Co，Ni，Zn）2
(Ti，Al)O4 反尖晶石
鐵鋅鉻棕 顏料棕33 77503 (Zn，F(xiàn)e)(Fe，Cr) 2O4 尖晶石
鈷黑   Co (Fe，Cr) 2O4 尖晶石
錳紫 顏料紫16 77742 NH4MnP2O7
鉍黃 顏料黃184 771740 BiVO4?nBi2MoO6 四方晶+方斜晶雙晶相
注：C．I．為染料索引(Color Index)

2.3 性能特點
     MMO高溫顏料品種眾多，因此其性能也不盡相同。一般而言，這種顏料的第一個特點是絕對無毒 盡管它們中含有一些被認為有毒的金屬如鉻、銻、鎳等，但由于在1000℃以上高溫煅燒，所形成的混相氧化物的惰性很高，人體的胃酸根本無法使其溶解，因此即使進人胃腸內(nèi)，也對人體無害；人身接觸它，也是絕對安全的，這在強調(diào)環(huán)保安全的今天而言是十分可貴的。
     MMO高溫顏料的第二個特點是它的各種耐性都非常高。正是這一特點決定了它在超耐久型涂料的價值。這是由它的制造條件決定的：高溫使它們變成高惰性。MMO高溫顏料的超長耐

耐候性與超高耐熱性是許多別的彩色顏料所不能比擬的，因而它是高溫氟碳涂料的首選顏料。
MMO高溫顏料的第三個特點是，經(jīng)過不斷改進，它們的漆用性能如分散性、遮蓋力、吸油量等都比較好。
MMO高溫顏料的缺點是著色力低，色度不高，因此有些品種在有些應(yīng)用系統(tǒng)中必須與相應(yīng)的高檔有機顏料配套使用。湖南巨發(fā)公司現(xiàn)已開發(fā)出著色力、遮蓋力和光澤更高的A型鈦鉻棕、A型銅鉻等高溫顏料，除適用于耐光、耐候和耐熱的涂料料外，還適用于與食品接觸的應(yīng)用領(lǐng)域。
MMO高溫顏料的特點決定了它們的用途，表2是湖南巨發(fā)顏料有限公司彩色混相無機顏料產(chǎn)品性能表

表2 湖南巨發(fā)顏料有限公司MMO高溫顏料產(chǎn)品性能表
產(chǎn)品型號 染料
索引號 顏料
名稱 外觀 耐熱性
（℃） 耐光性 耐候性 吸油量（g/100g） pH 平均粒徑
A型(μm)
JF-A(B)5301~5304 P.Y.53 鈦鎳黃 綠光黃色 1000 8 5 11-28 6-9 ≤1.2
JF-A(B)2401~2408 P.Br.24 鈦鉻棕 紅光黃色 1000 8 5 11-28 6-9 ≤1.1
JF-A(B)3301~3304 P.Br.33 鐵鋅鉻棕 咖啡色 1000 8 5 16-31 6-9 ≤1.2
JF-A(B)5001~5004 P.G.50 鈷綠 黃光綠色 1000 8 5 11-30 7-9 ≤1.1
JF-A(B)2801~2804 P.B.28 鈷藍 紅光藍色 1200 8 5 28-45 7-9 ≤0.95
JF-A(B)3601~3604 P.B.36 鈷藍 綠光藍色 1000 8 5 16-35 7-9 ≤1.1
JF-A(B)2851~2854 P.Bk.28 銅鉻黑 黑色 750 8 5 12-32 7-8 ≤1.5
JF-A2901~2913 P.Br.29 鐵鉻黑 棕黑色 1000 8 5 11-28 7-8 ≤1.5
JF-A(B)1841~1844 P.Y.184 鉍黃 鮮亮檸檬黃 260 8 5 17-25 6-9 ≤1.0

3有機硅耐高溫涂料配方設(shè)計
國內(nèi)許多有機硅耐高溫涂料市場廠家選用湖南巨發(fā)顏料有限公司的鈷藍、鈷綠、銅鉻黑、鈦鉻棕、鈦鎳黃等MMO高溫顏料（高性能環(huán)保復(fù)合無機顏料）進行專門研究，如西北永新化工股份有限公司孫正紅撰寫的“W61-810各色有機耐高溫涂料研究”（《中國涂料》2011年第十二期）、曲阜師范大學(xué)印刷學(xué)院與北京印刷學(xué)院李樹坤撰寫的“ 鈷藍在弱溶劑體系中的分散穩(wěn)定性研究”（原文刊登在《顏料》雜志2011年第6期、《信息記錄材料》2011年 第3期）。現(xiàn)從網(wǎng)上摘選部分配方資料，以饗觀眾。

3.1原材料選擇
原材料主要包括樹脂、顏料、填料、溶劑和助劑。
樹 脂：改性有機硅樹脂，固體分含量48%+2%，武漢現(xiàn)代，工業(yè)品；
高溫顏料：鐵鉻黑、鈷藍、鈷綠、銅絡(luò)黑、鈦絡(luò)棕等顏料，湖南巨發(fā)科技有限公司，均為工業(yè)級。
其 它：金紅石型鈦白粉、氧化鐵紅、云母粉、陶瓷粉、低熔點玻璃粉、石英粉、石棉粉、防沉劑、分散劑、溶劑，工業(yè)品；

3.2參考配方
各色有機硅耐高溫涂料建議配方量參見下表：

3.3生產(chǎn)工藝

將改性有機硅樹脂、分散劑、防沉劑、助溶劑按配方量準確配置，用GFJ-0.4高速攪拌分散均勻后，在按照先輕后重、先少后多的原則加入顏料、填料，高速（1200-1500r/min.）分散均勻，再用SK450震蕩式混合機震蕩研磨至60μm以下，加入低熔點玻璃粉高速分散約3h，再加入消泡劑、流平劑等助劑，用專用稀釋劑調(diào)黏度到合適的范圍，檢測，合格后過濾包裝。

3.4性能測試

耐熱性能：由于普通噴砂鋼板（厚度為0.8-1.2mm）在約800℃高溫的馬弗爐內(nèi)出現(xiàn)嚴重彎曲變形現(xiàn)象，現(xiàn)選擇厚度為6-8mm鋼板。鋼板表面在涂裝底漆前應(yīng)噴砂處理達到S a2.5級，不便噴砂處理采用動力工具除銹至St3級（ISO8501-1:1988）。表面不允許有焊渣、藥皮、電弧煙塵，邊角不允許有毛刺及未除去的銹斑。表面不平處或其它因噴砂處理引起的表面瑕疵須設(shè)法磨平、填補或適當處理。鋼板在表面處理后4h內(nèi)噴涂w60-800耐高溫涂料，試樣在恒溫恒濕室【（25±2）℃，57%±2%】自然干燥48h,放入馬弗爐中，調(diào)溫至800℃并恒溫8h后取出，冷卻至室溫，用放大鏡觀察涂層表面狀況，如無龜裂、起泡、脫落現(xiàn)象，即說明涂層耐熱性能良好。

冷熱交變性能：涂裝后的樣板經(jīng)過持續(xù)800℃保持8h后，取出，冷至室溫25℃，重新放入馬弗爐中，經(jīng)過兩小時高溫后，取出，冷至室溫。反復(fù)多個周期，用放大鏡觀察涂層表面狀況，如無龜裂、起泡、脫落現(xiàn)象，即說明涂層耐熱性能良好。

其它指標按相應(yīng)國標：涂膜制備按GB/T1727-92；涂膜顏色與外觀按GB 1727—79測試；細度按GB/T1724—79測試；黏度按GB 9269-88測試；附著力按GB/T1720—1979測試；柔韌性按GB/T1731—1993測試；沖擊強度按GB/T1732—1993測試；干燥時間按GB/T1782—1979測試；耐水性按GB/T1733—1993測試；耐鹽水性GB/T1763—1979測試；耐熱性按GB1735—79測試；耐人工老化按GB/T1765—97測試；耐鹽霧按GB/T1740—79（89）測試。

各色有機硅耐高溫涂料檢測結(jié)果參見如下表：

4結(jié)語
通過國內(nèi)外有機硅樹脂性能對比和高溫顏料（MMO高溫顏料）、耐高溫低熔點陶瓷粉、低熔點玻璃粉及云母粉、石英粉等無機硅酸鹽填料和助劑的選擇，我們摘選各色有機硅耐熱涂料建議配比和試驗檢測結(jié)果。檢測數(shù)據(jù)顯示各色有機硅耐熱涂料不僅具有優(yōu)異的耐高溫性能，而且還具有優(yōu)良的耐鹽霧、耐人工老化、天然暴曬等防腐、耐候性能，是理想的室內(nèi)外高溫防腐保護涂料，色彩選擇性明顯增強，裝飾性提高，可廣泛應(yīng)用于高溫設(shè)備如高爐、壁爐、鍋爐、熱風(fēng)爐內(nèi)外壁、煙囪、焰道、排氣管、熱交換氣工藝品、油氣田管道及設(shè)備、煉鋼設(shè)備及管道等領(lǐng)域，市場前景非常廣闊。