Силіконові смоли для термостійких покриттів

Силіконові смоли SILRES - це полісилоксани, у яких неорганічний кремній-кисневий каркас зшитий у тривимірну сітку, а властивості тонко налаштовуються органічними групами на ньому: метильними, фенільними або змішаними. Саме ця будова пояснює, чому вони витримують те, що руйнує звичайні смоли. Якщо алкіди, поліефіри та епоксиди деградують уже за 180-250°C, то силіконова смола з відповідними термостійкими пігментами здатна працювати до 650°C - без меління, пожовтіння і втрати блиску.

Основні типи різняться формою постачання і способом затвердіння - під конкретну задачу своє виконання:

• Рідкі смоли в розчинниках - основа більшості термостійких емалей: феніл-метильні (REN 50/60/80) і метильні (KX, HK 46) розчини наносяться як звичайна фарба, але розкривають властивості лише після пічного сушіння за 200-250°C. Їх же додають в алкіди, поліефіри та епоксиди холодним суміщенням (20-40%), щоб підняти термо- і атмосферостійкість органічної системи;
• Вологозатверджувана смола MSE 100 розрахована на випадки, коли пічне сушіння організувати неможливо: чисто метильна структура схоплюється прямо за кімнатної температури - вологою повітря і каталізатором, - а з алюмінієвим пігментом тримає до 650°C. За першого нагріву вона не димить, тому її беруть під печі, каміни і барбекю;
• Водні емульсії MP 50 E і MPF 52 E - відповідь на посилення норм щодо ЛОС: феніл-метильний полімер диспергований у воді, причому MPF 52 E повністю на водній основі і тримає ЛОС нижче 50 г/л. Їх застосовують і як самостійне сполучне, і як добавку (5-15%) у водні фарби, коли термостійкість потрібна без розчинників;
• Амінофункціональні смоли HP 2000 і HP 2020 працюють інакше - це не самостійні сполучні, а затверджувачі епоксидних смол прямо за кімнатної температури. Вони замінюють ізоціанатні поліуретанові фінішні шари: епоксиполісилоксанове покриття забезпечує співставний захист, але без ізоціанатів і з кращим збереженням блиску - одношарово досягається C4, тришаровою системою C5-I і C5-M за ISO 12944;
• Тверді смоли для порошкових покриттів (SILRES 603, 604) постачаються у лусочках і йдуть у порошкові фарби без розчинника взагалі; як і в рідких смол, підсумкова робоча температура задається не самою смолою, а пігментацією - з алюмінієвими і залізооксидними пігментами система витримує до 650°C;
• Реактивні інтермедіати - метокси-рідкі (IC 232, SY 231, IC 368, IC 678, SY 409) і гідрокси-тверді (SY 300, IC 836, REN 168) - вбудовуються в органічну смолу хімічно: їх алкокси- і силанольні групи конденсуються з гідроксилами алкідів, поліефірів і акрилатів. Що більша частка інтермедіату, то сильніший ефект, і за вмісту від 50% покриття тримає вище 250°C сотні годин.

Переваги перед органічними сполучними випливають з того самого неорганічного каркаса:

• Термостійкість - там, де алкіди і поліефіри тримають 180-250°C, пігментована силіконова система працює в діапазоні 200-650°C;
• Стійкість до термоциклування - покриття переносить різкі перепади температур без розтріскування і відшарування;
• Атмосферостійкість - навіть за багаторічної зовнішньої експозиції зберігаються колір і блиск, без меління і пожовтіння.

Обмеження передбачувані і зводяться до вартості і технології: силіконові смоли істотно дорожчі за органіку, а більшість марок REN і порошкових 603/604 потребують пічного затвердіння за 150-250°C (без печі обходяться тільки HP-серія і MSE 100). Є й обмеження щодо підкладки: для робочих температур вище 200°C ґрунт має бути кремнійорганічним або етилсилікатним цинконаповненим - звичні епоксидні та поліуретанові ґрунти самі деградують уже за 120-150°C і потягнуть покриття за собою.

Вибір смоли зводиться до кількох питань: до якої температури гріється деталь, чи можна організувати пічне сушіння, наскільки жорсткі вимоги щодо ЛОС і яка функція важливіша - антипригарна, електроізоляційна чи антикорозійна (класи C4-C5-I за ISO 12944). Точні режими затвердіння і сумісність з пігментами варто звіряти за TDS конкретної марки.