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有機硅樹脂塗料的制備及性能研究

發布時間: 2021-01-08 03:25:31

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A. 有機硅改性丙烯酸樹脂的優點

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有機硅改性丙烯酸樹脂的用途
2015-05-15 10:48:10 點擊數:2349
在樹版脂大分子的側鏈權上引入了硅烷、硅氧烷基的丙烯酸類樹脂謂之有機硅改性丙烯酸樹脂。那麼,這類樹脂有什麼用途?下面由上海凱茵化工有限公司簡單介紹一下。

有機硅改性丙烯酸樹脂主要用途有以下幾類:

1、耐候性、耐酸雨性優異的汽車塗料;

2、玻璃、陶瓷等材質表面的特種塗料;

3、超耐候性長效建築外牆塗料。

優異的有機硅改性丙烯酸樹脂所制備的塗料,具有超耐候性、耐沸水性、耐溶劑性、耐極性介質性、抗污染性等特點。而與此同時,漆膜的物理機械性能也較為良好。

B. 有機硅樹脂有哪些優異性能

有機硅樹脂有下列的優異性能。
1低表面張力
聚硅氧烷的內聚能密度低,分子間作用力小,分子處於高的柔順態,因而導致其表面張力低。由於硅氧烷的溶解度參數遠低於其他化合物及材料,加之表面張力低,因而硅樹脂具有明顯的不相容性,即不易與其他物質相混,從而顯示出優良的防粘性。
2、熱穩定性
硅樹脂的耐熱性遠優於一般的有機樹脂,它可在200~250℃下長期使用而不分解或變色,短時間可耐300℃,若配合耐熱顏填料,則硅樹脂塗料能耐更高溫度。有機硅不但可以耐高溫,而且可耐低溫,並且其化學性能和物理性能隨溫度變化很小。
3、耐候性
硅樹脂耐候性好的原因有兩個:一是硅樹脂中 Si-O 鍵很穩定,難以產生由紫外線引起的自由基反應,也不易發生氧化反應;二是硅樹脂對太陽光不敏感。甲基硅氧烷對紫外線幾乎不吸收,故太陽光對硅樹脂的影響較小,這是硅樹脂塗料耐候性優良的主要原因。
4、耐水性
在硅樹脂的分子結構中,其有機基團如甲基等向外排列,且不含極性基團,因而硅樹脂吸水率低,具有優良的憎水性。
5、電絕緣性
硅樹脂在寬廣的溫度和頻率范圍內均能保持良好的電絕緣性能,又由於耐熱性高,因此硅樹脂在高溫下電氣特性降低很少,高頻特性隨頻率變化也極小。
6、透氣性
含硅聚合物分子間作用力較弱,自由空間大,故透氣性高。含硅聚合物的O2透過率相當大。它能阻止液態水通過,但氣態的水則能順利通過。在丙烯酸樹脂塗料中,加入部分有機硅化合物,能使塗膜的透氣性得到提高。

C. 硅樹脂做耐高溫塗料如何固化

耐高溫油漆,又稱耐高溫漆,高溫漆,耐熱漆,分有機硅和無機硅耐高溫漆系列,耐高溫油漆專,屬顧名思義,就是能經受高溫氧化和其它介質腐蝕的油漆。機硅耐高溫漆:改性有機硅樹脂、特種耐溫抗蝕顏料、助劑、固化劑、溶劑等組成。塗料行業的耐高溫漆採用鄭州實創高溫溶液,有機硅耐溫一般在100℃-800℃之間,無機硅耐高溫一般在800~1800度 要求油漆在上述環境中能夠達到穩定的物理性能(不脫落,不起泡,不開裂,不粉化,無銹蝕,允許有輕微變色)。

D. 耐高溫環氧-有機硅-酚醛樹脂塗料的研製

這個問題要分別復來看,關鍵制是你需要什麼樣的性能。對於耐高溫來說,有機硅樹脂應該更勝一籌,同時還具有耐水解穩定性、耐候性,在潮濕環境中的電學性能優異等;環氧樹脂的耐溫性能總體較有機硅和酚醛差,酚醛的耐溫性能也不錯但施工工藝相對較差。有機硅改性環氧好有機硅改性酚醛都能大幅度地提高材料的耐溫性能。有機硅改性酚醛能耐到1000℃的高溫!

E. 怎樣使丙烯酸樹脂乳液與有機硅產生接枚反應

如果以下內容對你有幫助我本人感到很快樂. 根據有機硅高分子本身就具備了低表面能、粘度低的特點,只是在制備過程中更能適合實際的應用並加以改性.改性後的有機硅樹脂的適用范圍更寬更好,從發展趨勢上已得到證明. 以上摘自《塗料工藝》(居滋善.化學工業出版社.ISBN7-5025-1434-1/TQ.786)「第三章有機硅塗料」的一部分:如果你能借到這本書也許對你有更大的幫助;制備有機硅樹脂,一般多用兩種或兩種以上的單位進行水解,原料在下面文章給出了.各種單體共水解進,即使配方一樣,由於控制的水解條件不同,水解後中間產物的組分和環體生成量常常相差很大.水解時各有關因素的影響: 1、水解介質PH值的影響(1)酸性介質;(2)中性介質;(3)鹼性介質; 2、水解介質中水量的影響:水解時採用低於和氯硅烷反應需要量的水量,形成逐步水解及縮聚反應,限制了環體生成.過量水水解,情況相反. 3、在水解介質中加入溶劑的影響 4、水解中設備攪拌快慢的影響 5、水解時溫度的影響;水解時溫度較高,組分分子運動劇烈,彼此碰撞的機會增多,有利於共縮聚體的生長,溫度低,則反之. 配方制定有關因素:根據不同的樹脂類型,這個因素有所不同,有:(1)烴基平均取代程度(D.S.);(2)平均質量%(包括SiOx,苯基,甲基),經過很多的化學家細致研究的經驗,有一個數據范圍;改性樹脂:具有兩種樹脂的優點,彌補了有機硅樹脂的缺點,使之更適合於塗料應用的需要.一般用有機硅改性的有機樹脂有:醇酸樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂,丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、酚醛樹脂等;改性的兩種方法:冷拼法(物理法);化學法;有機硅塗料研究的進展有機硅是第一個獲得廣泛應用的元素有機高分子化合物,因其獨特的化學結構而具有優異的性能,廣泛應用於國民經濟的各個領域,在塗料工業中亦佔有相當重要的地位.有機硅塗料是以有機硅聚合物或有機硅改性聚合物為主要成膜物質的塗料,它具有優良的耐熱耐寒、電絕緣、耐電暈、耐輻射、耐潮濕和僧水、耐候、耐沾污及耐化學腐蝕等性能,近年來在產品性能改進及應用方面都得到了迅速發展. 1 硅樹脂塗料 以有機硅樹脂為成膜物質製成的塗料主要有耐熱耐候有機硅防腐塗料、耐搔抓的透明有機硅塗料、脫模和防潮塗料及耐輻射塗料等品種. 塗料用有機硅樹脂一般以甲基三氯硅烷(CH3 SiCl3)、二甲基二氯硅烷[(CH3)2SiCl2]、苯基三氯硅烷(C6H5SiCL3)、二苯基二氯硅烷[(C6H5)2SiCl2]及甲基苯基二氯硅烷〔CHO(C6H5) SiCl2」等為原料進行水解縮聚而製得.單體結構、官能團數目與比例對塗層性能的影響很.硅原子上連接的有機基團種類對樹脂的性能也有影響,不同的有機基團可使有機硅樹脂表現出不同的性能.例如,當有機基團為甲基時,可賦予有機硅樹脂熱穩定性、脫模性、憎水性、耐電弧性;為苯基時,賦予有機硅樹脂氧化穩定性,在一定范圍內可破壞高聚物的結晶性; 為乙烯基時,可改善有機硅樹脂的固化特性,並帶來偶聯性;為苯基乙基時,可改善有機硅樹脂與有機物的共混性.在硅氧烷主鏈引入了基,可增加其與醇酸樹脂、聚酯樹脂等的相容性;引入亞苯基、二苯醚亞基、聯苯亞基等芳亞基及硅碳硼高聚物時,耐輻射性強、耐溫可達300~500℃;主鏈結構為Si-N鍵的有機硅高聚物,其熱穩定性在400℃以上.在實際應用中,可根據需要選用不同的有機硅單體,在有機硅樹脂中引人不同的有機基團. 晨光化工研究院採用粘度為20~40mPa·s的羥基硅油、(CH3)2SiCl2及甲基三乙氧基硅烷為原料,控制nR/nsi等於1.3~1.4,(CH3)2SiCl2與羥基硅油的質量比為7O:3O,並採用滴加水的方式於50℃共水解1h,得到具有良好硬度和彈性的甲基硅樹脂,可用於制備金屬膜電阻器的阻燃塗料.中科院化學所以CH3SiCl3為主要原料,以丙酮和二甲苯為溶劑,合成了摩爾質量分布窄的可溶性梯形聚甲基硅樹脂,採用該樹脂與一定量的鋁粉、室溫硫化硅橡膠配製成的高溫防腐塗料,經250℃老化1000 h,其柔韌性、耐油性和耐腐蝕性等均良好.合肥工業大學用四官能團的硅酸酯與三官能團的烷基硅氧烷,通過嚴格控制共水解反應,製得兼有硅酸鹽和有機硅聚合物特性的基料,該基料與顏填料及其它輔助材料按一定比例配合可製成有機硅耐熱塗料. 2 改性有機硅樹脂塗料 盡管有機硅樹脂具有許多優異性能,但也存在一些問題:一般需高溫(150~200℃)固化,固化時間長,大面積施工不方便;對基材的附著力差,耐有機溶劑性差,溫度較高時漆膜的機械強度不好,價格較貴等.為克服這些缺點,常用有機硅樹脂對有機樹脂進行改性.改性有機硅樹脂通常兼具兩種樹脂的優點,可彌補兩種樹脂在性能上的某些不足,從而提高性能、拓展應用領域.改性方法有物理共混和化學改性兩種,化學改性的效果一般比物理共混改性好.化學改性主要是在聚硅氧烷鏈的末端或側鏈上引人活性基團,再與其它高分子反應生成嵌段、接校或互穿網路共聚物,從而獲得新的性能.在塗料工業中,用有機硅改性的有機樹脂主要有醇酸樹脂.丙烯酸樹脂、環氧樹脂等. 2.1 有機硅改性醇酸樹脂塗料 有機硅改性醇酸樹脂塗料既保留有醇酸樹脂漆室溫固化和塗膜物理、機械性能好的優點,又具有有機硅樹脂耐熱、耐紫外線老化及耐水性好的特點,是一種綜合性能優良的塗料.最早的改性方法是將有機硅樹脂直接加到反應達到終點的醇酸樹脂反應釜中即可;通過這樣簡單的混合,醇酸樹脂的室外耐候性大大改進.另一種改性方法是制備反應性的有機硅低聚物,用以和醇酸樹脂上的自由羥基進行反應;也可將有機硅低聚物作為多元醇與醇酸樹脂進行共縮聚.通過化學反應改性的醇酸樹脂耐候性更好.湖南大學用醇解法製成的羥基封端醇酸預聚體與以水解法或異官能團法製成的有機硅預聚體進行縮聚反應合成出(A一B)n型結構的有機硅-醇酸嵌段共聚物,並以該嵌段共聚物為基料製成清漆;該清漆綜合性能優良,既具有醇酸樹脂清漆的室溫固化、漆膜柔韌性、沖擊強度和附著力好的優點,又大大提高了耐熱、耐大氣老化和抗水介質腐蝕等性能. 2.2 有機硅改性丙烯酸樹脂塗料 有機硅改性丙烯酸樹脂塗料具有優良的耐候性.保光保色性,不易粉化,光澤好;大量用於金屬板材的預塗裝、機器設備的塗裝及建築物內外牆的耐候裝飾與裝修.有機硅改性丙烯酸樹脂有溶劑型和乳液型兩類,其中硅丙乳膠塗料具有優良的耐候性、耐沾污性、耐化學葯品性能,是一種環保型綠色塗料.湖北大學採用水溶性自由基引發劑,以含氫硅油與丙烯酸丁酯為原料,通過乳液聚合方法合成了性能優異的有機硅/丙烯酸酯乳液;該乳液具有很好的耐酸鹼.耐高低溫及耐電解質穩定性,用其配成的塗料具有很好的耐候性和耐沾污性能.濟南化工研究所以丙烯酸酯類單體、D4和乙烯基七甲基環四硅氧烷為原料,通過加人一定量的接枝劑,採用一次投料法合成了穩定的聚丙烯酸酯一聚硅氧烷復合乳液.四川省建材工業科學研究院通過預乳化工藝,採用活性硅油與丙烯酸酯類單體進行乳液共聚,得到有機硅改性丙烯酸乳液,用該乳液配製的塗料塗層耐沾污性好,綜合性能優異. 復旦大學採用含乙烯基官能團的有機硅單體與甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、丙烯酸羥基酯等單體通過種子乳液聚合,得到了穩定的性能優異的有機硅改性丙烯酸酯乳液.浙江大學採用有機硅單體對丙烯酸樹脂進行改性,製得硅丙乳膠塗料.重慶大學合成了聚有機硅氧烷一聚丙烯酸酯互穿網路塗料,該塗料具有無色透明、硬度高、附著力強、耐酸沉降、耐熱老化性及透水性好等優點,可用作摩岩石刻防風化材料. hh上海市建築科學研究院開發的有機硅丙烯酸樹脂適合於配製耐候性達15年以上的高耐候性塗料.合肥工業大學用正硅酸乙酯部分水解縮聚而得的聚硅氧烷與帶羥基的丙烯酸樹脂反應製得有機硅接枝改性丙烯酸樹脂;該樹脂在耐酸鹼、耐鹽、耐溶劑性能及沖擊強度等方面較純聚硅氧烷有明顯改善,且在耐高溫性方面較丙烯酸樹脂明顯提高.江蘇省建築材料研究設計院在丙烯酸樹脂的合成中引入一定量的有機硅官能團,製得了溶劑型高耐候性有機硅改性丙烯酸樹脂塗料.中科院蘭州化學物理研究所用羥基封端的聚二甲基硅氧烷,在偶氮二異丁腈的作用下,與甲基丙烯酸(酯)類單體進行溶液共聚,得到硅橡膠改性丙烯酸樹脂,該樹脂具有很好的耐熱性. 2.3 有機硅改性環氧樹脂塗料 用有機硅對環氧樹脂進行改性,既可降低環氧樹脂內應力,又能增加環氧樹脂韌性、提高其耐熱性.中科院化學所用聚二甲基硅氧烷改性鄰甲酚酚醛環氧樹脂,使其內應力大幅度降低,抗開裂指數大為提高.武漢材料保護研究所採用環氧樹脂與混容性好的反應性有機硅低聚物縮聚,所製得的有機硅改性環氧樹脂兼具環氧樹脂和有機硅樹脂的優點,不僅提高了耐熱性,而且具有良好的防腐性.2.4 有機硅改性苯丙乳液塗料 用有機硅乳液對苯丙乳液進行改性,可明顯提高其耐候性、保光性、彈性和耐久性等.上海工程技術大學採用接枝共聚反應合成的有機硅改性苯丙乳液兼具有機硅和丙烯酸樹脂的優良性能,塗膜彈性好,其斷裂伸長率明顯高於苯丙乳液塗膜.上海交通科技大學在苯乙烯-丙烯酸乳液聚合過程中加入一定量的有機硅氧烷進行共聚,製得有機硅改性苯丙乳液建築塗料,該塗料具有較好的耐水性、耐洗刷性和耐久性. 2.5 有機硅改性其它樹脂塗料 有機硅改性的聚氨酯塗料廣泛用於飛機蒙皮、大型儲罐表面、建築屋面和文物的保護.中科院蘭州化學物理研究所用羥基封端的聚二甲基硅氧烷與醇解蓖麻油改性聚氨酯預聚體進行共混改性,共混物的的固化速度得到改進,成膜後的附著力、硬度、耐熱性也得到提高.該所還以有機硅改性漆酚樹脂為基料,製得具有耐沸水及抗水蒸氣滲透性的塗料,可長期用於設備的防腐.上海建築科學研究院採用環氧樹脂、丙烯酸樹脂、有機硅樹脂共聚時在主鏈中引人特殊的親水官能團製成水溶性環氧硅丙樹脂,該樹脂具有優異的物理機械性能,並有較好的耐老化.抗紫外線及防腐性能;用該樹脂製成的塗料基本無毒、施工簡便,塗膜綜合性能好,並具有較好的裝飾效果.晨光化工研究院採用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯睛與有機硅進行共聚,研製出一種電子器件浸漬料. 3 有機硅增硬耐磨塗料 學有機硅增硬塗料一般以硅溶膠作為Q鏈節組分,硅官能性磋烷或碳官能性硅烷作為T鏈 節組分,在水、醇及酸催化劑存在下經水解及部分縮聚反應得到含硅羥基的TQ型硅樹脂預聚物溶液.通過調整原料RSi(OR′)3的品種及與硅溶膠的配比、添加劑的品種、溶劑等可以製成各種性能的增硬耐磨塗料.有機硅增硬塗料的粘度通常為4~25 m Pa·s,固含量20%~30%.將其塗布在基材表面後,殘存的硅羥基在加熱條件下縮合形成網狀結構的增硬耐磨層. 有機硅增硬耐磨塗料在耐磨性與耐候性方面均優於紫外線固化丙烯酸樹脂類增硬塗料.經有機硅增硬塗料處理的透明塑料已廣泛用作眼鏡片、汽車車前燈罩、儀表刻度板、光碟及特殊建築用窗玻璃等. 4 結束語 隨著新材料的深入研究、開發和改進,有機硅塗料的性能亦將更加優異,以滿足不同行業或領域的不同需求.隨著人們生活水平的改善和對居室及建築物美化要求的提高,有機硅塗料以其優異的耐候性和耐沾污性能在建築物的裝飾裝修方面有著廣闊的應用前景;並且,隨著人們環保意識的增強,有機硅塗料將朝著無污染、綠色環保型方向發展.

F. 純硅樹脂和改性有機硅樹脂的區別 他們的定義是什麼我老是分不清楚。

主要原因

絕大多數礦物材料都具有多孔表面,易吸收水分,因而對牆體造成損壞。研究表明,水分對建築材料可造成如下損壞:

①由於溶脹收縮造成的開裂;

②結晶鹽的析出形成風化;

③生長黴菌形成微生物滋長的溫床;

④易玷污;

⑤溶解有酸性氣體(CO2,COX)的雨水造成對建築材料的化學侵蝕。

2高性能塗料基料的有機硅樹脂

與線性兩維硅油不同的是:有機硅樹脂是高分子、三維交聯化合物,以硅/氧作為主要化學鍵,與石英不同的是:每個硅原子中第4個氧原子被有機基團R所取代。有機基團提供憎水性,與有機體系混容的穩定性等有機特性。可以說硅樹脂是用有機方法改性的石英結構。所有硅樹脂都含有機硅的T(代表3個官能團的)單元。

3純有機硅樹脂塗料是耐久的外牆保護體系

德國威凱化學品公司在1963年成功開發了純硅樹脂乳膠漆,並由其研究人員SiegfriedNitzsche,E-waldPirson和MichaelRoth申請了專利。

本發明涉及一種基於有機硅樹脂水分散體的塗料,該塗料的有機樹脂含量不超過有機硅樹脂的比例。按照本發明製成的塗料具有以下特性:可洗刷性;抗粉化;高憎水性;優良的耐候性;較高的水蒸汽透過率。

以純有機硅樹脂為主要成膜物的外牆塗料可有效防止潮濕破壞,它們在建築材料表面形成穩定、高耐久、三維空間的網路結構,抗拒來自於外界液態水的吸收,但允許水蒸氣自由通過。這即意味著外界的水可以被阻擋在牆體外面,而牆體里的潮氣可以很容易地逸出。純有機硅樹脂外牆塗料就象自然界中的樹葉一樣,雨水不能滲進葉子,但樹葉上的水分仍可蒸發。

4國際標准組織的定義

鑒於純硅樹脂乳膠漆在全球尤其在歐洲所取得的重大成功,國際和一些國家標准化組織為此種塗料給出一些具體定義:

歐洲標准(EN1062):根據決定塗料主要性能基料的不同來定義。對硅樹脂外牆塗料來說,連接基料應為純有機硅樹脂,並列出具有重要物理性能是高水蒸汽透過率(S<0.1m)和低液態水吸收率(W<0.1kg/m2h015)。

德國標准DIN18363給出了硅樹脂塗料的組分:純有機硅樹脂乳液,聚合物乳液,顏料,填料和助劑,並規定其應有憎水性。

法國標准化組織(AFNORFDT30-808)規定:純有機硅樹脂在連接基料中的比例超過40%時,稱作純硅樹脂塗料。

5有機硅底漆是底材處理的理想選擇
來自於外界的水分加上底材自身的鹼性物質和濕氣揮發時析出的有害鹽,在塗層與底材交界處匯合,使塗料易造成損害。選擇塗料體系的重要一步是選擇合適的底漆,有機硅底漆能夠滲透到多孔底材較深部位,形成一個憎水區,具有以下特點:

①極高的蒸汽透過率;

②良好的滲透深度,可達0.5mm左右;

③極大降低對外界液態水的吸收,與未處理的底材相比,可降低80%以上;

④提高面漆對底材的附著力;

⑤封閉鹼性物質的析出。

6純硅樹脂塗料性能

6.1耐候性

眾所周知,塗料的性能取決於成膜物的基料性質。由於有機硅樹脂的化學穩定性,減少了有機乳液的用量。純硅樹脂塗料強調了戶外耐候性,提出了對建築物的長期保護功能。

在德國克瑞特曝曬場,純硅樹脂塗料經歷了5年的工業環境曝曬,塗膜表面也無色差粉化等現象產生。

6.2憎水性能

明顯的水珠效果反映了純硅樹脂乳膠漆的憎水性。即使在暴雨和苛刻的溫度條件下,也沒有因水的壓力而產生面漆顏色變暗、溶脹或剝落。

按照ISO1062-3測試其吸水率為0.09kg/m2h015。

6.3水蒸汽透過率

根據ISO7783-2測量的結果:傳統乳膠漆對來自底材蒸汽的擴散阻力(ISO7783-2濕杯法)約為(0.3~0.75)m。而純硅樹脂塗料只有約(0.04~0.14)m。也就是說:傳統成膜的乳膠漆每天每平方米的水蒸汽的擴散量可以30g左右,進而達到120g。

6.4抗玷污性

多年的試驗表明,純硅樹脂乳膠漆常年乾燥的漆膜幾乎沒有積塵。即使出現灰塵,也可簡單地掃除。灰塵很難滲入塗層。

6.5微生物的侵
由於純硅樹脂乳膠漆表面是高度憎水的,永久結合其中的硅樹脂塗層在長時間內保持乾燥,減少了微生物例如藻類和黴菌滋長的機會。

7工程實例

在全球,用純硅樹脂外牆塗料塗刷的建築物已不勝枚舉,現給出一些具有代表性的案例。

7.1美國華盛頓白宮

建造於1973年,重新修補於1983-1988年。修補前,塗料體系被潮氣和結晶鹽破壞嚴重,開裂、粉化;修補體系:一是清除舊塗膜;二是用WACKERBS?OH增強底材;三是使用WACKERBS?為基料的有機硅樹脂外牆塗料作為面漆。

7.2老松林小學慕尼黑富若曼寧大街,由建築師HansGr?ssel建於1927年。位於慕尼黑北部,緊靠著從慕尼黑至柏林擁擠、多塵的超速幹道。

建築物說明:加氣石灰砂漿的磚砌體,噴射灰泥,建築物底部為搗實混凝土,外露混凝土,極粗糙的灰泥表面。

特點:用在加氣石灰飾粉(非水化的)上的塗料必須顯示CO2的高透過性,以避免灰泥重結晶,由於灰泥結構造成容易積塵。

塗料:用Ispo公司的硅樹脂外牆塗料Isposil在1975年、1976年塗刷中塗和面塗,用siliconate(硅酸鹽)(BS15)作為稀釋底漆。

面積:7000m2

顏色:紅色

2001年評價:狀態良好、憎水性和水珠效果良好。在一些部位(槽溝),鹽引起飾粉輕微的損壞。

7.3新加坡TemasekPolytechnic大學使用了WackerSMK(一種有機硅微乳)作為底漆。面漆使用了以WackerBS純有機硅樹脂為主要基料的塗料。

8結語
純硅樹脂乳膠漆已經發展成為最先進的現代外牆塗料體系之一。自70年代以來,以遠高於塗料平均增長率的市場佔有率高速增長,在全球客戶中得到廣泛的認可。在德國,已佔據了19%的市場份額;在歐洲也具有約10%的市場佔有率。幾乎每個乳膠漆的生產商都生產此類塗料。一些跨國公司已在中國生產,預示著他們對此類塗料的前景具有充分的信心。

由於純硅樹脂乳膠漆可接受的成本和優異的綜合性能,尤其適合中國目前的塗料市場,相信在不久的將來必將為更多的塗料廠家和客戶所接受。

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G. 有機硅樹脂的化學性質是什麼

硅樹脂是高度交聯的網狀結構的聚有機硅氧烷,通常是用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的各種混合物,在有機溶劑如甲苯存在下,在較低溫度下加水分解,得到酸性水解物。水解的初始產物是環狀的、線型的和交聯聚合物的混合物,通常還含有相當多的羥基。水解物經水洗除去酸,中性的初縮聚體於空氣中熱氧化或在催化劑存在下進一步縮聚,最後形成高度交聯的立體網路結構。
硅樹脂的固化通常是通過硅醇縮合形成硅氧鏈節來實現的。當縮合反應在進行時,由於硅醇濃度逐漸減少,增加了空間位阻,流動性差,致使反應速率下降。因此,要使樹脂完全固化,須經過加熱和加入催化劑來加速反應進行。許多物質可起硅醇縮合反應的催化作用,它們包括酸和鹼,鉛、鈷、錫、鐵和其它金屬的可溶性有機鹽類,有機化合物如二丁基二月桂酸錫或N,N,N',N'一四甲基胍鹽等。
硅樹脂最終加工製品的性能取決於所含有機基團的數量(即R與Si的比值)。一般有實用價值的硅樹脂,其分子組成中R與Si的比值在1.2~1.6之間。一般規律是,R:Si的值愈小,所得到的硅樹脂就愈能在較低溫度下固化;R:Si的值愈大,所得到的硅樹脂要使它固化就需要在200材250℃的高溫下長時間烘烤,所得的漆膜硬度差,但熱彈性要比前者好得多。
此外,有機基團中甲基與苯基基團的比例對硅樹脂性能也有很大的影響。有機基團中苯基含量越低,生成的漆膜越軟,縮合越快,苯基含量越高,生成的漆膜越硬,越具有熱塑性。苯基含量在20~60%之間,漆膜的抗彎曲性和耐熱性最好。此外,引入苯基可以改進硅樹脂與顏料的配伍性,也可改進硅樹脂與其它有機硅樹脂的配伍性以及硅樹脂對各種基材的粘附力。
硅樹脂是一種熱固性的塑料,它最突出的性能之一是優異的熱氧化穩定性。250℃加熱24小時後,硅樹脂失重僅為2~8%。硅樹脂另一突出的性能是優異的電絕緣性能,它在寬的溫度和頻率范圍內均能保持其良好的絕緣性能。一般硅樹脂的電擊穿強度為50千伏/毫米,體積電阻率為1013~1015歐姆?厘米,介電常數為3,介電損耗角正切值在10-30左右。此外,硅樹脂還具有卓越的耐潮、防水、防銹、耐寒、耐臭氧和耐候性能,對絕大多數含水的化學試劑如稀礦物酸的耐腐蝕性能良好,但耐溶劑的性能較差。
鑒於上述特性,有機硅樹脂主要作為絕緣漆(包括清漆、瓷漆、色漆、浸漬漆等)浸漬H級電機及變壓器線圈, 以及用來浸漬玻璃布、玻布絲及石棉布後製成電機套管、電器絕緣繞組等。用有機硅絕緣漆粘結雲母可製得大面積雲母片絕緣材料,用作高壓電機的主絕緣。此外,硅樹脂還可用作耐熱、耐候的防腐塗料,金屬保護塗料,建築工程防水防潮塗料,脫模劑,粘合劑以及二次加工成有機硅塑料,用於電子、電氣和國防工業上,作為半導體封裝材料和電子、電器零部件的絕緣材料等。
硅樹脂的固化交聯大致有三種方式:一是利用硅原子上的羥基進行縮水聚合交聯而成網狀結構,這是硅樹脂固化所採取的主要方式,二是利用硅原子上連接的乙烯基,採用有機過氧化物為觸媒,類似硅橡膠硫化的方式:三是利用硅原子上連接的乙烯基和硅氫鍵進行加成反應的方式,例如無溶劑硅樹脂與發泡劑混合可以製得泡沫硅樹脂。因此,硅樹脂按其主要用途和交聯方式大致可分為有機硅絕緣漆、有機硅塗料、有機硅塑料和有機硅粘合劑等幾大類。

H. 有機硅樹脂的聯合國編碼和產品類別

個人認為,有機硅樹脂應歸於3910,0000

理由見下:
(一)關於樹脂的分類:
1.天然樹脂歸於第十三章
2.酯樹膠,再熔膠歸於3806
3.人工樹脂,合成樹脂等人工高聚物歸於39章
2006版 《報關員資格考試全國統一教材》 中國海關出版社

(二)合成樹脂
在塑料中幾乎都採用合成樹脂。樹脂是塑料中最主要的成分,起著膠粘劑的作用,能將塑料的其他成分膠結成一個整體。雖然加入各類添加劑可以改變塑料的性質,但樹脂是決定塑料類型、性能及使用的根本因素。
在塑料裝飾材料中常用的樹脂種類有:
聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、酚醛(PF)、脲醛(UF)、環氧(EP)、聚酯(PR)、聚氨酯(PU)、聚甲基丙烯酸甲酯(PUMA)、有機硅(SI)等。

有機硅樹脂的合成
將按一定比例組成的一苯基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷及二苯基二氯硅烷混合液的甲苯溶液,滴加到由水組成的水解液反應釜中,攪拌並保持pH值為7~9,3h內滴加完,經水洗、真空乾燥即得有機硅樹脂。
2.2聚氨酯的合成
(1)把蓖麻油、甘油、催化劑,在240℃醇解2h測容忍度達到合格後,冷卻至60℃,加入二甲苯共沸脫水待用。
(2)將甲苯二異氰酸酯投入反應釜,攪拌加熱至50℃,加熱至(80~90)℃,反應一定時間後,經檢測粘度合格為終點,製得聚氨酯待用.
2.3 聚氨酯改性有機硅的合成
按一定配比將上述合成聚氨酯加入有機硅樹脂的醋酸乙酯溶液中,加完後,再加入二月桂酸二丁基錫充分攪拌,製得聚氨酯改性有機硅清漆.
2.4 塗料的配製
聚氨酯有機硅塗料的配方見表1所示。
塗料的配製過程:
(1)將聚氨酯、有機硅分別配製成清漆;
(2)按配比把聚氨酯、有機硅、二丁基二月桂酸錫加入釜中,進行充分攪拌;
(3)待上述攪拌均勻後,加入顏、填料,高速分散20min;
(4)施工時,現用現配。

表l 聚氨酯有機硅塗料的配方
原材料 底漆 面漆 規格
聚氨酯改性有機硅樹脂 75 71 50%
三氧化二鐵 10 — 325目
鋅鉻黃 8 — 325目
鋁粉漿 3 3
滑石粉 4 — 325目
鉻 綠 — 25 325目
硅 油 — 1

2.5 塗料性能測試
按國家標准漆膜檢驗方法制備試片,塗層的物理機械性能檢驗情況見表2.
表2 塗層的物理性能
檢驗項目 底漆 面漆
外 觀 棕紅色 綠色
附著力/級 1 1
粘度(塗-4)/s 20~40 20~40
硬 度 0.85 0.85
柔韌性/mm 1 1
耐沖擊性/cm 50 50

按國家標准制備試片,塗層為二道底漆,二道面漆,塗層的耐化學品性試驗結果見表3.
表3 聚氨酯改性有機硅塗料的耐蝕性能
塗層 HCL(10%) NaOH(10%) H2SO4(10%) 汽油 柴油 NaCl(3%)
半年無 半年無 半年無 一年無 一年無 一年無
底層 變化 變化 變化 變化 變化 變化
半年無 半年無 半年無 一年無 一年無 一年無
變化 變化 變化 變化 變化 變化
3 結果與討論
3.1 影響成膜的主要因素
聚氨酯由醇解蓖麻油和TDI製成,漆膜彈性好,伸長率可以達到300%以上,漆膜的韌性、耐水解性、抗滲性及耐候性均優良。
有機硅樹脂雖然具有好的耐熱、耐候、電絕緣性能,但也存在不足之處,如機械強度、附著力、耐化學葯品性較差,需要高溫烘烤固化,價格較高等問題。
為了克服有機硅樹脂的缺點,採用聚氨酯改性有機硅,改性後提高了有機硅的附著力、耐磨性、耐油及耐化學葯品性,可在常溫下乾燥。一般含有羥基的有機硅難以和聚氨酯的異氰酸(—NCO)反應,而要通過含有碳羥基的有機硅組分和聚氨酯組分的—NCO基反應,達到改性目的。因此,在反應中首先是含有羥基的有機硅和多元醇反應生成含碳羥基的有機硅組分,用含—NCO基的聚氨酯為另一組分,組成雙組分的聚氨酯有機硅塗料,反應示意如下:
硅中間物和多元醇反應生成含C-OH基的有機硅組分。
| |
—Si-OH+R(OH)n→—Si-O-R-OH+H2O
| |
含C—OH基的有機硅組分和異氰酸組分配漆反應形成聚氨酯有機硅樹脂。
| |
—Si-O-R-OH+O=C=N-C6H4→—Si-O-R-O-CO-NH-C6H4—
| |
式中:R為烴基。
試驗表明,聚氨酯的含量對塗層的影響很大,塗層的耐溫性,隨著聚氨酯含量的增加而降低,隨著聚氨酯含量的減少而增高(接近有機硅的性能),但要獲得耐溫、韌性、附著力均佳,且常溫固化的塗料需要根據用戶的需要而進行試驗.
3.2 顏基比
樹脂和填料的配比,是根據使用條件的不同而不同。要求裝飾性塗料,採用顏基比為0.2~0.8,這樣的塗料具有光澤。對於耐熱溫度較高的塗料,一般要採用較高的顏基比。
防銹顏料在金屬表面起鈍化緩蝕作用。顏基比太小,雖然基料能提供屏蔽性,但相對的防銹顏料量減少,起不到足夠的防腐蝕,特別是化學防腐蝕的作用;顏基比太大,則防銹顏料相對量增加,但不能形成完全連續塗膜,滲透性增大,不能提供長期的防腐蝕作用,最終導致塗層的防腐蝕性下降.
4 結語通過科學實驗,合理的配方使該聚氨酯改性有機硅塗料具有了常溫固化的性能,而且不影響其固有的良好的耐熱性、耐候性及電絕緣等特性,塗膜可經受多種酸、鹼、鹽和化學試劑的侵蝕。
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I. 有機硅樹脂的分類通常是什麼

①、按硅原子側鏈上連接的基團種類不同,分為甲基硅樹脂、甲基苯基硅樹脂、苯基版硅樹脂;
②、按固化時權的反應類型不同分為縮合型硅樹脂及加成型硅樹脂;
③、按分子結構的不同,分為MT型、MQ型、DT型硅樹脂;
④、按物理形態不同分為固態純硅樹脂、液態純硅樹脂、含溶劑液體硅樹脂;
⑤、按是否改性可分為純硅氧烷樹脂,有機樹脂改性硅樹脂。
有機樹脂包括環氧、丙烯酸、醇酸、聚酯樹脂等,通過添加有機樹脂,可改善硅樹脂塗膜的附著力、韌性、硬度等。

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