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有机硅在涂料工业中的应用(3)

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4、用作耐磨助剂的有机硅助剂
对耐磨性能有要求的体系,除了从树脂角度提高交联密度外,添加助剂也是一种常见的手段,采用有机硅助剂是常用的一种方法。常见的有超高相对分子质量有机硅微球、超高相对分子质量有机硅乳液以及有机硅纳米改性剂等。
超高相对分子质量耐磨有机硅微球内部有轻微交联结构的高相对分子质量聚硅氧烷的分散体,微观上呈微球状,加入体系中后,最终会在漆膜表面定向排列,形成一层聚硅氧烷薄膜,从而为体系提供优异的滑度和表面耐磨效果。
在水性涂料体系中,除了有机硅微球以外,超高相对分子质量有机硅乳液也是常用的一类耐磨助剂,它们通常由有机硅乳液聚合而得,内相黏度极高,相对分子质量可达到上百万,加入体系中在成膜以后,可以在表面形成一层超高相对分子质量的有机硅薄层,从而提高了漆膜的耐磨效果。
最近,有人开发了一类特殊结构的有机硅耐磨助剂,其化学成分为笼形聚倍半硅氧烷,结构如式( 4) 所示,这是一个低聚的笼形有机硅化合物,其中,R 基团可以是各种反应型基团,如羟基、环氧基、丙烯酸双键等,将其加入体系当中,其反应型基团可以参与树脂固化反应,从而在体系中引入了类似无机硅氧烷的结构,可以同时提高体系的柔韧性与耐磨效果。

5、用作涂料树脂改性的有机硅助剂
有机硅材料通常具有一些特殊的性能,如表面滑爽、耐磨、耐候、低温柔韧等性能,通过一些带有反应型官能团的有机硅材料作为改性助剂,可以在树脂体系中引入有机硅链段,从而将有机硅材料的优异性能引入到涂料体系中,如图2 所示。


树脂改性用有机硅材料分别带有各种不同的官能团,通常都是两端带有反应型基团的有机硅聚合物。带碳羟基的有机硅材料通常与聚氨酯材料有较好的反应能力,可以用于聚酯或者聚氨酯树脂的改性; 带有环氧基团的有机硅材料可以用于环氧树脂的改性; 两端带有丙烯酸酯双键的有机硅材料可以用于光固化树脂的改性,带有丙烯酸酯双键的有机硅材料还可以用于有机硅改性乳液的合成反应; 带有氨基的有机硅材料可以用作有机硅改性聚酰亚胺树脂的合成,用于一些高端用途; 带有羧基的有机硅材料可以用作粉末涂料树脂的改性并参与反应。

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