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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。
氨基硅烷低聚物是由氨基硅烷单体经可控水解、缩聚反应形成的低分子量聚合物,兼具有机胺基团的反应活性与硅氧烷主链的优异性能,相比传统硅烷单体,其成膜更均匀、储存稳定性更高、官能度更优,是连接有机体系与无机基材的“分子桥梁”,在金属表面处理、烤漆、水性涂料等多个工业领域具有不可替代的应用价值。
2 应用
2.1 金属表面处理
金属表面易因氧化、潮湿环境发生腐蚀生锈,且与有机涂层、胶粘剂的界面结合力较弱,氨基硅烷低聚物通过化学作用在金属表面形成致密保护膜,同时提升界面相容性,成为金属表面改性的关键助剂,广泛应用于钢铁、铝合金、铜等各类金属的表面处理,尤其适配无铬钝化等环保工艺需求。
其核心作用机制分为两点:一是氨基硅烷低聚物分子中的硅氧烷基团(Si-O-Si)可水解生成硅醇基(Si-OH),与金属表面的羟基(-OH)发生缩合反应,形成牢固的Si-O-金属共价键,在金属表面形成一层均匀、致密的硅烷膜;二是分子中的氨基(-NH₂)具有强极性,可与后续涂层、胶粘剂中的活性基团(如环氧基、异氰酸酯基)发生反应,进一步强化界面结合力。
深圳市豪龙新材料技术有限公司发表专利《一种镁合金表面复合膜转化处理剂及其应用》,公开了一种镁合金表面复合膜转化处理剂及其应用。所述转化处理剂包括无磷无铬化成A剂、无磷无铬化成B剂和无磷无铬化成C剂。其中无磷无铬化成A剂添加硅烷偶联剂KH550,该转化处理剂可实现无铬无磷化学转化处理且转化剂性能稳定,废液环保易处理,且制得的膜层耐腐蚀性高(耐盐雾腐蚀时长可达48h以上)且导电性良好,在3C镁合金手机中框制备中有良好的应用前景。
合肥普庆新材料科技有限公司发表专利《一种用于镀铝锌板的高附着力、低粘度无铬耐指纹液》,通过特定顺序添加硅烷偶联剂KH550与KH560,配合水性环氧树脂、丙烯酸树脂及聚氨酯树脂复合基体,在纳米硅溶液增强下形成三维交联网络。所得膜层经胶带剥离测试零脱落,120小时盐雾无黑斑,粘度低于30s,兼具优异耐腐蚀性、导电性及加工性能,彻底解决镀铝锌板因膜层脱落引发的黑斑缺陷。
2.2 水性涂料
水性涂料以水为分散介质,具有环保、无溶剂污染、安全无毒等优势,已广泛替代溶剂型涂料,应用于建筑、家具、汽车、工业防腐等领域。但水性涂料存在耐水性差、附着力不足、成膜性能欠佳等固有缺陷,氨基硅烷低聚物作为水性涂料的多功能助剂,可有效弥补这些缺陷,同时提升涂料的综合性能,是水性涂料配方中的核心助剂之一,可应用于水性底漆、面漆、粘合剂和密封剂等产品中。
鑫隆涂环保科技(大连)有限公司发表专利《一种水性有机-无机杂化富锌涂料及其制备方法》,开了一种水性有机-无机杂化富锌涂料及其制备方法。涂料组分包括水溶性丙烯酸树脂、分散剂、基材润湿剂、消泡剂、助溶剂、防沉剂、锌粉、水性无机树脂、氨基硅烷偶联剂。本发明制备的涂料,采用有机-无机杂化交联,涂层更加致密,具有长效防腐性和耐久性。而且有效解决现有水性无机富锌涂料施工过程中易开裂、流挂以及使用过程中带来的锌粉分散困难和粉尘污染的问题。
北京东方雨虹防水技术股份有限公司发表专利《一种水性沥青涂料及其制备方法》,涉及一种水性沥青涂料及其制备方法。水性沥青涂料的原料组成包括:乳化改性沥青40wt%-80wt%、聚合物乳液10wt%-60wt%、氨基硅烷溶液0.1wt%-0.5wt%、填料0-30wt%。本发明制备形成的水性沥青涂料较普通水性沥青涂料的力学性能大幅提升,与卷材复合可用于侧墙防水。
湖南凯斯利新材料有限公司发表专利《一种水性无机纳米涂料的催化方法及使用方法》,涉及一种水性无机纳米涂料的催化方法及使用方法,该方法包括:取偶联剂均匀搅拌后加入催化剂,然后将其加入到纳米氧化物溶胶中,搅拌后在35-70℃下反应0.5-5h,加水使得固含量为30%-50%,冷却得液态水性无机纳米涂料,使用时,通过加热、氨基硅烷或氨基硅烷水解物的方式进行固化。所述水性无机纳米材料制备过程中无需酸碱调节pH,扩大了涂料应用范围;解决了涂料水溶性问题,增强了涂料稳定性。
2.3 水性烤漆
烤漆作为一种高装饰性、高耐久性的涂层,广泛应用于汽车、家具、家电、仪器仪表等领域,其核心要求是涂层与基材结合牢固、表面光滑平整、耐刮擦、耐老化、耐化学品腐蚀。氨基硅烷低聚物可作为烤漆的附着力促进剂、交联剂和流平剂,有效解决烤漆施工中常见的附着力差、流平性不佳、耐候性不足等问题,尤其适配环氧、聚氨酯、丙烯酸等主流烤漆体系。
东莞大宝化工制品有限公司发表专利《一种耐水煮高温烘烤型玻璃保护涂料及其制备方法》,配方中添加水性氨基硅烷偶联剂,对玻璃底材有强烈的粘接性,能满足一些特殊玻璃素材的密着性和耐100℃水煮1小时的性能要求。该耐水煮高温烘烤型玻璃保护涂料的制备方法,具有工艺简单,生产成本低,并能适合于大规模生产的特点。
3 产品介绍
格物致新材料有限公司推出硅烷低聚物产品——氨基硅烷低聚物(PCU-N10),对标进口品牌产品赢创Dynasylan®HYDROSIL 1151和迈图Silquest Y-15744。
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