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无溶剂纯硅树脂乳液和水性硅树脂特种功能涂料

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有机硅树脂具有优良的热氧化稳定性,耐候性,电绝缘性,憎水性以及耐腐蚀性,已被广泛用于耐高低温绝缘漆,特种涂料,胶黏剂,膜塑料等。但是,目前有机硅树脂耐高低温绝缘漆、有机硅防水涂料及特种涂料等主要采用芳烃、醇类等有机物作溶剂,会产生大量的VOC(挥发性有机化合物),对环境以及人体造成极大的危害,故硅树脂的水性化是目前的研究热点和发展趋势。

水性硅树脂是将硅树脂水性化,以水为分散介质的硅树脂乳液,目前应用广泛的集中于有机硅改性涂料,比如硅改性丙烯酸乳液、硅改性聚氨酯乳液、硅改性聚酯乳液等等,在传统高分子乳液中引入有机硅,可以增强其耐老化、防水、耐高低温、增硬等性能。通过在乳液聚合过程中,在高分子聚合物的分子结构中引入有机硅链节,常用的有机硅前驱体为硅烷偶联剂,比如硅烷偶联剂171,560,570等等,这些硅烷偶联剂均为三官能烷氧基结构,在水相体系中烷氧基水解成羟基,羟基进一步脱水缩合,形成交联结构,当交联程度过大时会影响乳液的稳定性,造成凝胶化,无法使用,所以对于硅烷偶联剂的用量是有一定的限制的,一般用量在1~10%,用量太小改性效果不明显,用量太大影响乳液的稳定性,用量的限制决定了硅改性的效果是有局限性的,甚至是不明显的。

再者,硅烷偶联剂在水相中发生水解反应,副产甲醇、乙醇等低分子醇类,属易燃有毒成分,对于水性涂料来说,其就是VOC,而VOC是水性涂料严格控制的指标,故硅烷偶联剂改性的水性涂料无法从根本上解决低VOC和零VOC的问题,终将使应用受到限制。

无溶剂纯硅树脂乳液的产业化正好解决了上面的问题,无溶剂纯硅树脂是将硅烷偶联剂预先水解缩合成固体硅树脂,该固体硅树脂中不含有烷氧基,避免了使用中醇类的释放,然后采用特殊的乳化工艺,将固体硅树脂均匀分散在水中,形成稳定的乳液。无溶剂纯硅树脂既避免了溶剂的引入也避免了副产溶剂的释放,从根本上做到了绿色环保,零VOC。

在应用方面,无溶剂纯硅树脂乳液可以与丙烯酸乳液、聚氨酯乳液、聚酯乳液、醇酸树脂乳液、氟碳乳液、蜡乳液等乳液以任意比例相溶,不需特殊生产工艺,只要分散均匀即可使用,不会造成凝胶、破乳,有机硅成分的无限引入可以最大限度地发挥有机硅的性能,既可配制硅改性涂料也可配制改性硅涂料,充分兼顾两者的性能。

无溶剂纯硅树脂乳液还可以直接作为清漆使用,对透明度要求高的场合可以直接使用,比如木器漆,在不遮盖基材表面形貌、纹路甚至不影响光泽的同时,具有比现有的丙烯酸乳液、聚氨酯乳液更高的硬度、耐水性、防玷污性,已成功应用于混凝土、石材、岩棉、粘土、木材、纸张、文物、金属等防水防护以及水包水(砂)、真石漆等外墙罩面。

无溶剂纯硅树脂乳液保留了溶剂型硅树脂的各项性能,同样可以配制特种功能涂料,比如有机硅耐热涂料、有机硅耐候涂料、有机硅绝缘涂料、有机硅弹性涂料、有机硅防水涂料等,对于环保要求越来越高的今天,水性特种功能涂料无疑具有了更加广阔的发展空间。

无溶剂纯硅树脂乳液即可做成室温固化,也可加热固化,既可做成双组份体系也可做成单组分体系,既可直接使用也可复配使用,从根本上做到了健康、环保、绿色、高效,是水性涂料的一次伟大革新,无溶剂纯硅树脂乳液助推了水性涂料的快速发展,可以毫不谦虚的说水漆迎来了水性硅树脂时代!

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