硅烷在油漆与涂料中的应用

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1、有机硅材料,2006,20(4):199～204产品·应用SILICONEMATERIAL硅烷在油漆与涂料中的应用曹坚林,梁照明(威来惠南集团中国有限公司,广州510620)摘要:介绍了硅烷在涂料中的各种最新应用,包括各种硅烷改性水性丙烯酸酯涂料、硅烷增粘底漆、硅烷溶胶-凝胶涂料及硅烷富锌底漆等。对涂料工程师在各种涂料配方中应用硅烷来提高涂料性能具有一定的借鉴作用。关键词:硅烷,涂料,溶胶-凝胶,富锌底漆,硅丙乳液+中图分类号:TQ264112文献标识码:B文章编号:1009-4369(2006)04-019

2、9-05涂料中常用的硅烷偶联剂的通式为固化的丙烯酸酯涂料。所用的硅烷一般推荐乙烯YSi(OR)3。式中,Y是有机官能团,可与涂料基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷以及甲基的基体树脂反应形成牢固的化学键,从而提高涂丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。该反应为高度放层的物理机械强度、附着力、耐久性、耐候性、热型反应。耐擦洗性、耐划伤性和耐磨性;OR是烷氧基,典型的操作是在反应器中先聚合一小部分共可水解形成硅羟基(Si—OH),常见的烷氧基有聚单体预混合物,然后从一个缓冲罐中慢慢加入甲氧基、乙氧基和三异丙氧基。烷氧基的水解

3、速剩余的单体。具体操作步骤如下:向反应器中加度取决于烷氧基的种类和数目、溶液的pH值、入水、表面活性剂、缓聚剂、5%～10%的共聚催化剂和其它因素,水解形成的硅羟基可与无机单体预混合物(不含硅烷),加热至制造商所建基材表面的羟基或其它反应性基团反应形成牢固议的最佳温度,典型的温度控制在65～75℃;的Si—O—Si键,从而提高涂层的润湿性和附着向反应器中加入所有的催化剂和引发剂,控制剩力,显著降低填料和颜料的分散粘度,提高颜料余单体预混合物向反应器中添加的速度,典型的的分散性。时间范围为4～6h。在单体预混合

4、物尚余10%硅烷可以充当聚合单体、增粘剂、溶胶-凝时,向缓冲罐中加入硅烷,完全混合后,继续按胶涂料原料、防腐蚀涂料原料、填料和颜料的表所控制的速度向反应器添加;加完单体预混合物面处理剂。硅羟基(Si—OH)和硅烷的有机官之后,维持足够的时间以获得最大程度的聚合。能基可以决定硅烷在涂料体系中的作用。一般而在合成过程中须注意以下几点:实行延迟单言,甲氧基硅烷比乙氧基硅烷的水解速率快;氨体聚合以提高乳液的性能;乙烯基三乙氧基硅基硅烷具有自催化作用,而其它有机官能基硅烷烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基则需要

5、少量的酸催化剂。三甲氧基硅烷的典型用量均限制在单体总质量的1%以下,更高的加入量有缩短产品贮存期的危1硅烷改性丙烯酸酯涂料险。硅烷用于丙烯酸酯乳液和水性涂料的优点111乙烯基三异丙氧基硅烷改性醋丙乳胶漆有:提高涂层的耐水性、耐溶剂性、耐擦洗性、乙烯基三异丙氧基硅烷是用于交联型醋丙乳耐划伤性、耐磨性、耐久性、抗老化性能、附着力和硬度。收稿日期:2005-12-31。将丙烯酸酯和苯乙烯单体与硅烷共聚,可合作者简介:曹坚林(1976—),男,涂料化学工程师。成出硅烷改性的丙烯酸酯乳液,从而制成可室温E-mail:k

6、enjlcao@hotmail1com·200·有机硅材料第20卷液的乙烯基硅烷单体。该硅烷很容易进入醋丙乳表2醋丙乳胶漆的性能液的主链。使用含有推荐催化剂的配方在固化后硅烷改性未改性项目可以获得高度交联的坚硬涂层。该硅烷的独特结2周6个月2周乳液固体质量分数/%535351构使其在水基体系具有很好的稳定性,在涂料凝乳液中各组分摩尔分数/%聚前不会发生反应或交联。含有乙烯基三异丙氧醋酸乙烯868686基硅烷的水基涂料在存放一年后仍保持较好的稳丙烯酸丁酯101014定性。乙烯基三异丙氧基硅烷440乙烯基三异丙氧

7、基硅烷改性醋丙乳液可为配催化剂111室温固化涂膜的性能制无甲醛和单组分的水基涂料方面提供新的选60°光泽765685择。这种乳液可用作厨柜、工业和高级家具的木铅笔硬度4B6B3B材涂料,家具、固定器具、机器和设备的金属涂胶带附着力5B4B0B料,高性能建筑涂料,塑料用涂料等。丁酮擦洗次数/次11613724乙烯基三异丙氧基硅烷改性醋丙乳液的典型120℃固化涂膜的性能60°光泽847087配方见表1。铅笔硬度4B5B5B该乳液采用半连续批次工艺制备。把去离子胶带附着力5B4B5B水、表面活性剂1和表面活性剂2、

8、碳酸氢钠和丁酮擦洗次数/次10616026助剂1加入到装有冷凝管和搅拌器的反应釜中,乙烯基三异丙氧基硅烷改性醋丙乳胶漆在室加热到65℃,并通氮气;然后加入过硫酸铵和温贮存15个月后,没有结晶或凝胶现象。助剂2,加入10%的单体混合物;种子乳液形成112硅烷改性丙烯酸酯乳胶添后,把剩余的单体混合物在75℃下于3h内分硅烷改性丙烯酸酯乳液的典型配方见表3。次加入,在t-过氧化氢叔丁基和甲醛合次硫酸表3硅