改性有机硅树脂涂料研究新进展

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1、《树脂基复合材料》课程论文题目：改性有机硅树脂涂料研究新进展学生姓名：何慧萍学　　号：1121416032专　　业：M11材料科学与工程(专转本)所在学院：龙蟠学院改性有机硅树脂涂料研究新进展摘要：有机硅树脂涂料是一类被广泛应用的重要材料具有多种优良性能。文章综述了有机硅树脂和改性有机硅树脂的种类以及它们的性能和应用，并对改性有机硅树脂涂料的发展前景进行了展望。关键字:改性，有机硅树脂，涂料1.概述有机硅树脂是指分子中含有Si-C键的有机聚合物，也称硅树脂、硅酮树脂。对硅氧烷单体和它的预聚物及树脂，也可统称为有机硅。以它

2、们为成膜物制备的涂料称为有机硅树脂涂料，也可简称为有机硅涂料。有机硅树脂涂料是以有机硅聚合物或其改性聚合物为主要成膜物质的涂料，具有优良的耐热、耐寒、耐电晕、耐辐射、憎水、耐沾污、耐化学腐蚀、电绝缘性和弹性等特殊性能，近年来在产品的改性及应用上得到了迅速发展[1]。国外有机硅树脂是1943年正式开始工业化生产。随后开始了有机硅涂料的研发。由于有机硅材料应用广、性能优良，发展较快。目前全球有机硅产品品种上万。总市场规模约100亿美元国内在20世纪50年代开始有机硅产品研发，60年代开始有机硅涂料研究，90年代出现有机硅产能

3、1万t/a的企业，现已发展到数万t/a与10万t/a的企业。2007年全国溶剂型有机硅涂料消耗量在1万t以上。有机硅改性树脂涂料和水性硅丙涂料的用量较大，但未见统计数据。2.有机硅树脂涂料的分类按成膜的类型分类，可分为纯有机硅树脂涂料和有机硅改性树脂涂料。纯有机硅树脂涂料耐热性能与绝缘性能突出。在较高温度的环境下显示优良耐候性、防腐性，也是优良的高温绝缘涂料。有机硅改性树脂涂料包括有机硅改性酚醛、醇酸、聚酯、丙烯酸、环氧、聚氨酯树脂，根据有机硅材料用量多少。可以不同程度提高改性树脂的耐热性、耐候性、防腐蚀性及其他性能，同

4、时也改善有机硅的成膜性能[2]。按有机硅树脂涂料是否对环境友好来分类，有溶剂型和环境友好型。环境友好型有机硅树脂涂料有高固体分有机硅树脂涂料、水性有机硅树脂涂料、辐射固化有机硅树脂涂料。3.改性有机硅树脂涂料的制备有机硅树脂对有机树脂的改性主要有物理共混法和化学共聚法[3]，大多数是通过化学改性取得良好效果的。在涂料工业中，有机硅树脂的用量一般为30％一50％，用量太高或太低不是改性效果不明显就是成本太高。目前，国内外有机硅改性树脂主要有改性醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂和氨基树脂等。化学法改性有机硅树脂是以有机树脂的活

5、性基团与有机硅中间体低聚物中的羟基、烷基或不饱和烃基进行缩聚或聚合反应，从而制得改性有机硅树脂[4]。3.1环氧改性有机硅树脂涂料环氧树脂是一种分子内含有两个或两个以上的反应性环氧基，以脂肪族、脂环族和芳香族碳键为骨架的高分子预聚体。环氧改性有机硅是通过在有机硅聚合物的分子主链端基和侧链上引入环氧基团而制成，它集环氧树脂和有机硅树脂的优良性能为一体，弥补了各自的缺陷．如段伟等[5]研制了一种E－20环氧树脂改性的有机硅树脂，配以适当颜填料并选用改性芳香胺作固化剂，加入硅烷偶联剂KH550来提高漆膜附着力，生产出的涂料可实

6、现常温固化，在500℃环境下长期使用。由于环氧有机硅树脂的广泛应用，因此许多人把目光投向了改性环氧有机硅树脂，并进一步提高涂料的性能．黄顺道等[6]使用磷酸酯和氟聚合物来改性环氧有机硅树脂并配以耐高温颜料制得一种耐高温防腐涂料。该涂料在成膜过程中磷酸酯基团与金属形成致密的磷酸盐保护膜，能提高防腐性能，而且引入具有耐高温耐化学腐蚀的氟聚合物，也能提高其耐热性。改性后的环氧有机硅树脂再与颜填料配合，制得在350℃环境下有良好物理机械性和耐腐蚀性的涂料。Tao等[7]用四氢苯酐和含氨基的四甲基二硅氧烷为原料，通过两步法合成了一

7、种新型的含环族环氧化物的酰亚胺环硅氧烷。同时分别用六氢－４－甲基邻苯二甲酸酐和六氢苯酐作固化剂，完全固化的改性树脂在300℃以前无任何重量损失在346～348℃之间，缓慢分解，当温度上升到360℃时，热分解率迅速增大，这种热稳定性的提高被认为可能是由于热稳定的酰亚胺环和Si—O—Si骨架的存在所导致的。3.2有机硅改性丙烯酸树脂涂料将有机硅组分引入丙烯酸酯的主链和侧链上，得到的有机硅丙烯酸树脂兼具两者的优异性能，既具有丙烯酸树脂良好的成膜性，又可以形成硅氧原子共价键，提高改性涂膜与无机材料的附着力和机械强度。这样不仅可以

8、弥补各自的缺点，而且还可以赋予改性产物新的性能。邓帮君等[8]以甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH570)为原料，用溶液聚合法分3步反应合成了一种新型的丙烯酸酯有机硅共聚物．测试表明改性后的树脂起始分解温度比甲基苯基硅树脂提高55℃。桂强等[9]用γ－甲基丙烯酸酯基三甲氧基硅烷