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水性有机硅涂料分乳液型及水溶性型两种

时间：2015-08-16 10:30:28 来源：作者：

有机硅水性涂料是以水为介质的低VOC含量的一类室温固化环保型涂料。目前已有超过半数以上的有机硅涂料为非溶剂型涂料，包括水性涂料、高固喷油厂http://www.penyou.net.cn/体分涂料、粉末涂料等。水性有机硅涂料分乳液型及水溶性型两种。乳液型除单纯的有机硅乳液外，已出现了有机硅微乳液、共混乳液、共聚乳液及复合乳液。聚硅氧烷乳液有阴离子型^{［12］、阳离子型^{［13］、非离子型^{［14］和自乳化型^{［15］。阴离子型乳液比阳离子型乳液具有更好的贮存稳定性，用途广泛。在阳离子型乳液中加入少量的非离子型表面活性剂，可以保护乳液粒子，增强其稳定性。近年来开发的有机硅微乳液，颗粒细微，粒径小于0.15μm，外观呈半透明到透明，有很好的贮存稳定性和优良的渗透性能^{［16］。未交联的硅酮乳液聚合物是粘的非弹性的胶状物，PDMS与其他多功能有机硅单体在有机锡等催化剂作用下交联成具有弹性的聚合物网膜。按交联先后分前交联和后交联系统，目前大多数商品化的硅酮橡胶胶乳属于前交联体系，即在乳化或干燥失水过程中发生交联^{［17－18］。为改善聚硅氧烷和丙烯酸酯共混乳液的混容性，改变单一的聚硅氧烷性能，Richand^{［19］等以加入增容剂和交联剂的方法获得较好的乳液聚合物相容性，但其在微米级范围内的共混乳液仍是非均相的。聚硅氧烷／丙烯酸酯共聚乳液粒径分布均匀，成膜性好，膜拉伸强度和断裂伸长率都远大于共混胶膜^{［20］。具有核／壳结构的有机硅聚合物复合乳液比通常的乳液共混或无规共聚物具有更好的成膜性、稳定性、附着性及其他一些力学性能，在粘合剂、防腐或装饰涂料、感光材料中有着广泛的用途^{［21］。水溶性低污染常温干燥型有机硅改性醇酸树脂，固含量高达60%，在水溶性钴、锰催干剂作用下其磁漆耐候性、保光性、抗粉化性、抗水性等可与溶剂型常温固化有机硅改性醇酸树脂磁漆达到同等质量水平。Showa Kobunshi公司推出的丙烯酸酯－有机硅改性建筑水乳型涂料，可用于公共建筑、民用住宅和道路，以保护混凝土^{［23］。 4 隔离涂料有机硅PDMS具有低的表面张力(约为20±2mN／m)^{［24］和柔顺的高分子主链结构，在催化剂作用下可交联成膜，在标签、包装、建筑、脱模剂等系统中已广泛使用，用作隔离涂料。最先使用的是黎油等液态非永久性隔离涂料，使用过程中隔离剂会在隔离界面上发生迁移而损失；半永久性隔离涂料则先进一些，主要成分是分散的固体有机硅树脂，但仍有部分隔离剂迁移损失，不能长期使用；最成熟先进的永久性隔离涂料，隔离剂固着在基材表面不发生迁移，具有优异的防粘性能，可永久重复使用^{［25］。隔离剂膜中的原子定向排列，极性氧原子向基质定向，低极性烷基出现在膜的隔离表面上。有机硅隔离涂料多是双组分或多组分的反应性有机硅体系，可室温硫化(RTV)或热硫化(见图1)。RTV体系是在模塑料中有机硅在铂铑催化剂作用下(浓度可低至几个ppm)发生硅氢加成反应，没有小分子副产物，加热则加速硫化，如图1的反应式3。硅氢基很活泼，双组分包装。该体系可用于无溶剂型环保隔离涂料，聚合物分子量低，呈液态，催化剂铂或铑在室温下被选择性抑制剂抑制活性，加热时活性被释放而催化硅氢加成反应交联成膜^{［26］。由于其含有乙烯基双键，容易引入聚合物中，涂膜弹性易控制，但催化剂容易失活，它从80年代中期开始迅猛发展至今已占领大部分市场。另一种是基于硅醇缩合的硫化反应体系，是最先使用和至今仍广泛使用的有机硅隔离涂料系统。硫化后的隔离膜更加柔软，模量低，且具有良好的撕裂强度，一般是用有机锡催化含氢硅油(低分子量)和硅羟基封端的聚合物(高分子量)之间的缩合硫化或硅氧烷之间的缩合硫化(图1反应式1，2)。该体系可低温交联，加热则加速硫化，有着广泛的适用性。其为溶剂型，催化剂有机锡不易失活，但用量较大(2%～15%)，影响附着性能，贮存期间易发生反应。另外，硅醇之间会发生逆反应，溶剂污染环境。
图1 有机硅隔离涂料交联体系 5 涂料助剂有机硅具有低的表面能，在涂料中广泛用作流平剂、消泡剂、防发花色剂等，其应用情况列于表2中。表2 有机硅涂料助剂
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