耐高温涂料亦称耐热涂料，一般是指在200℃以上漆膜不变色、不脱落，仍能保持适当的物理机械性能的涂料, 使被保护对象在高温环境中能正常发挥作用的特种功能性涂料。耐高温涂料一般由耐高温聚合物、颜填料、溶剂和助剂组成。耐高温涂料广泛应用于高温场合的表面保护, 如钢铁厂的烟囱、高温管道、高温炉、石油裂解装置及高温反应设备等的装饰及防护。耐高温涂料种类很多, 一般可分为有机和无机两大类，以下分别给以简述。
一、 无机耐高温涂料。
无机耐高温涂料的硬度高, 耐热可达400~1000℃甚至更高, 但漆膜较脆，未完全固化前耐水性不好, 对基材表面处理要求严格。常用的几类耐高温涂料的特性比较见表1。
1、硅酸乙酯耐高温涂料。以硅酸乙酯为基料, 选择适当的颜填料可得到耐高温涂料, 有良好的耐热性能和优异的防腐蚀性能。以聚硅酸乙酯为基料加入低熔点玻璃料或珐琅玻璃以及耐热颜填料可以制成耐400~600℃甚至800℃的高温涂料。
2、磷酸盐耐高温涂料。磷酸盐耐高温涂料通常由磷酸盐水溶液、固化剂 (或反应性颜料) 和耐热颜料 (或金属铝粉) 等组分所组成。
3、硅溶胶耐高温涂料。
3.1 改性硅溶胶耐高温涂料。硅溶胶作为涂料基料时, 其涂膜附着力和柔韧性往往不能满足涂料性能要求, 需要进行改性或与有机成膜物质拼混使用。后者用于常温用途的各种涂料效果较好。制备耐高温涂料时, 需要对硅溶胶进行改性。
3.2 硅溶胶、玻璃料、氧化物等组成的耐高温涂料。
以硅溶胶 (二氧化硅含量40%) :80份;玻璃料:130份;氧化铝:30份;氧化锌:5份;膨润土:1份和30份水混合成涂料, 涂装于喷砂的钢板上, 室温干燥一周, 获得硬度为HB, 耐水、耐热可达400~600℃的涂层。
3.3 加有硅烷偶联剂的硅溶胶耐高温涂料。
按硅溶胶:35份; 含氨基或环氧基的硅烷偶联剂:5份; 石英粉:45份; 云母粉:10份; 氧化铬:5份。 制得的耐高温涂料, 涂装于钢板上其耐热性为600℃下10小时涂膜完好。
4、硅酸盐耐高温涂料。
以水溶性硅酸盐为基料得到的耐高温涂料, 品种较多, 用途也较广泛。在一些情况下, 这类涂料除具有耐热性之外, 还具有优异的防腐蚀性能。如用高模数水玻璃和锌粉制备的涂料, 具有很好的防腐蚀性能。同时, 这类涂料还具有优异的耐热性, 可长期在400℃以上的温度使用, 瞬间耐温达800℃。当配合以适当的无机颜、填料时, 耐热温度可达到1000℃。
二、有机耐高温涂料。
有机耐高温涂料品种繁多, 包括杂环聚合物涂料 ，如聚酰亚胺类、聚酰胺、酰亚胺类、聚苯硫醚类和聚醚砜类，和元素有机聚合物涂料 ，如有机硅类、有机氟类和有机钛类 。其中, 杂环类耐高温涂料在国内外已应用多年, 主要用于高温绝缘方面, 价格昂贵, 贮存性差, 对颜料要求严格；有机氟涂料虽然高温防腐性能优越, 但不易溶解于溶剂中, 即使溶解, 其固体含量低, 成膜薄, 施工不方便, 而且有机氟涂料机械性能不太理想。有机钛涂料发展较晚, 制备复杂, 应用范围还不广泛。有机硅聚合物自20世纪40年代初实现工业化以后, 有机硅耐高温涂料开始发展, 目前已发展成为最常用的有机类高温防腐涂料。
1、纯有机硅耐高温涂料。
有机硅树脂以硅氧键 (Si-O) 为其分子主链, Si-O键比普通有机高聚物中C-C键的键能大, 高达443 kJ·mol-1。在键中Si、O原子的电负性的差异大, 因此键的极性大, 对所连烃基基团起到屏蔽作用, 提高了氧化稳定性；而且Si原子上连接的烃基受热氧化后, 生成的是交联度更加稳定的Si-O-Si键, 可防止主键的断裂降解。另外, 有机硅高聚物表面生成了富含Si-O-Si链稳定的保护层, 减轻了对高聚物内部的影响。所有这些, 都使得有机硅高聚物具有优异的耐热性及耐候性。纯有机硅清漆可耐200~250℃，以有机硅为基料加入铝粉、耐热填料、玻璃料配制的涂料可耐300~700℃。
2、改性有机硅耐高温涂料。
尽管有机硅树脂具有许多优异性能, 但也存在一些问题，它一般需高温(150~200℃) 固化, 固化时间长, 大面积施工不方便；对基材的附着力差, 耐有机溶剂性差, 温度较高时漆膜的机械强度不好, 价格较贵等。为克服这些缺点, 有机硅树脂用其他树脂改性, 或使用特殊的颜料、填料, 使改性后的树脂具有良好的施工性能、干燥性能及涂膜物理化学性能 。改性后的涂料主要有冷混型有机硅涂料、化学改性有机硅涂料以及共缩聚冷混型有机硅涂料等。
2.1 冷混型有机硅涂料。用其他类别树脂均匀混拼制成。如苯基单体含有较多的有机硅单体, 它可以与酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂及氨基树脂等冷混, 这样得到的改性有机硅树脂提高了附着力和机械强度, 价格也有所降低。如环氧树脂改性的有机硅树脂可制得低温和常温下干燥的耐高温涂料, 并有良好的耐油、耐磨性。
2.2 化学法改性有机硅树脂涂料。化学法改性有机硅树脂是以有机树脂的活性基团与有机硅中间体低聚物中的羟基、烷氧基或不饱和烃基进行缩聚或聚合反应制得改性有机硅树脂。主要有环氧改性有机硅树脂、聚氨酯改性硅树脂和醇酸改性有机硅树脂等。此类涂料除耐热性有所降低外, 其固化性、耐溶剂性、机械强度都比纯有机硅有了较大改善;其保色性、附着力、柔韧性均比冷混型的好。
2.3 共缩聚冷混型有机硅涂料。用有机硅单体与其他树脂共聚后, 再与另外树脂冷混制成。这类漆兼有前两类的共同特征, 有良好的三防性能, 附着力和柔韧性都很好, 可用于航空工业和其他需要耐高温的部件。
2.4 有机-无机改性耐高温涂料。
采用有机树脂与无机基料进行匹配或化学改性, 可得到有机-无机复合型耐高温涂料。这种复合涂料与有机聚合物和无机颜填料所组成的涂膜复合体不同, 它不仅解决了耐高温涂料的防腐耐久性问题, 有机溶剂的使用量也得到控制, 三废污染小, 是一种省资源、节能源、低污染的涂料新品种。
以有机硅树脂为基料, 用铝粉作为颜料, 在500℃的高温下, 有机硅分解残余的二氧化硅和部分铝及基材铁熔合, 生成Si-O Al (Fe) 的硅酸盐无机化合物涂层, 牢固地附着在基材表面, 具有坚韧耐磨、耐高温的性能。
有机硅树脂和低熔点的陶瓷粉拼用, 在高温下有机硅分解残留的二氧化硅和陶瓷粉熔合成耐高温陶瓷防护层, 可以耐700℃以上高温。加入玻璃粉和偏硼酸钡、五氧化二钒等助熔剂, 可耐600~900℃的高温。
