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1 概述
硅烷低聚物是一类以特定结构的硅烷偶联剂为基料,辅以特定封端剂、催化剂和稳定剂合成的分别3-5个聚合度的硅烷偶联剂。相比通用的硅烷偶联剂,它们具有更长的分子链段,更优的分子结构弯曲性,更好体系稳定性,能提供更好的附着力、耐水煮、耐化学品、耐摩擦性、耐热和耐候性及独特的柔韧性。
乙烯基硅烷低聚物是一类具有特殊分子结构的有机硅材料,分子中同时含有可参与自由基聚合的乙烯基官能团和可水解产生活性硅醇基团的硅烷氧基,这种双官能团结构使其能够搭建有机与无机材料之间的“分子桥梁”,兼具增粘、交联、界面改性等多重功能。相较于小分子乙烯基硅烷单体,在性能稳定性和应用效果上更具优势,广泛应用于金属表面处理、烤漆、水性涂料、UV涂料等多个领域。
2 应用
2.1 金属表面处理
实际应用中,通过浸泡、喷涂、刷涂等方式处理金属表面,处理后金属表面的亲水性转变为疏水性,有效隔绝水、氧气等腐蚀介质,提升金属的耐腐蚀性。例如,在汽车零部件、五金制品的表面处理中,经其处理后的金属,可提升后续喷涂涂层的附着力,耐盐雾性能显著增强,同时还能减少涂层的脱落、起泡现象,延长金属制品的使用寿命。此外,其与巯基、环氧基硅烷低聚物复配使用时,还可进一步提升对金属基材的附着力,适用于要求较高的金属底涂处理剂体系。
2.2 水性涂料
在水性涂料中,乙烯基硅烷低聚物的应用主要体现在三个方面:一是作为附着力促进剂,其水解产生的硅醇基团可与基材表面的羟基结合,同时乙烯基官能团可与水性涂料中的树脂(如水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂)发生聚合反应,提升涂料与基材的附着力;二是作为交联剂,可在水性涂料成膜过程中发生交联反应,增加涂层的交联密度,提升涂层的硬度和耐磨性;三是作为表面改性剂,可改善水性涂料的流平性和稳定性,减少涂料的沉淀、分层现象,提升涂料的施工性能和储存稳定性。
山东奔腾漆业股份有限公司发表专利《一种水性醇酸防腐涂料的制备方法》中添加乙烯基硅烷,在原料共混时,改性醇酸树脂侧链的硅氧键、改性填料表面的硅氧键、乙烯基三乙氧基硅烷表面的硅氧键水解,并在氯化锌的作用下,形成倍半硅氧烷结构,该结构能够增强涂料的化学稳定性,同时改性醇酸树脂分子链中的有机硅结构,能够进一步提升涂料的化学稳定性,与改性填料配合能够很好的提升涂料防腐蚀效果,同时增加了涂料固化时的交联方式,与改性填料配合能够进一步提升涂膜的抗冲击性。
2.3 水性烤漆
在烤漆配方中,乙烯基硅烷低聚物可作为交联剂和附着力促进剂使用。一方面,其分子中的乙烯基官能团可在高温固化过程中与烤漆中的树脂(如聚酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂)发生自由基聚合反应,增加涂层的交联密度,使涂层结构更加致密,从而提升烤漆的硬度、耐磨性和耐化学性,有效解决烤漆涂层发软、易刮花、耐溶剂性差的问题;另一方面,其水解产生的硅醇基团可与基材(金属、玻璃、塑料等)表面的羟基结合,提升烤漆与基材的附着力。
惠州市双信达实业有限公司发表专利《一种改性丙烯酸树脂水性烤漆》,采用水性丙烯酸改性树脂与水性氨基树脂作为烤漆的成膜物,两者以合理的优化配比,在六甲氧甲基三聚氰胺树脂的自催化及乙烯基三甲氧基硅烷的偶联作用下能够形成附着力强的成膜层;成分为水性化学品,配置增稠剂使得整个漆体系具有中低粘度,再配合润湿剂、流平剂、水性色浆,使漆体系具有质地均匀、挥发物含量低、固含量高的特点,施工形成的烤漆层具有硬度高、耐溶剂擦试、不易燃烧的特性。
2.4 水性UV涂料
UV涂料固化过程中,紫外线引发光引发剂产生自由基,乙烯基硅烷低聚物分子中的乙烯基官能团可快速参与自由基聚合反应,与UV涂料中的丙烯酸酯、不饱和聚酯等树脂发生交联,增加涂层的交联密度,从而提升UV涂料的硬度、耐磨性和抗刮擦性能。同时,其水解产生的硅醇基团可与基材表面的羟基结合,提升UV涂料与基材的附着力,尤其适用于玻璃、金属、塑料等难附着基材的UV涂装,避免出现涂层脱落、起皮等现象。
3 产品介绍
格物致新材料有限公司推出硅烷低聚物产品——乙烯基硅烷低聚物(PCU-A18),对标进口品牌产品赢创Dynasylan®HYDROSIL 6490。.png)
