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有机硅树脂材料在涂料中的应用(4)

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03「 防污涂料 」
有机硅树脂能够具有优异的防污性也取决于其独特的化学结构,硅树脂中含有大量的硅羟基,在成膜过程中,硅羟基脱水缩合成巨大的网状结构,进而形成极其致密的漆膜。这也是硅树脂漆膜表面能低、表面张力小的原因。经改性的硅树脂表面接触角能过达到150°,可以使涂层具有优异的疏水性,且理论上具有优异的防污性。
聚合物改性有机硅树脂
不同于有机硅防污涂料,其他聚合物基防污涂料也具有独特的防污性能,因此,借助聚硅氧烷的活性基团和其他聚合物树脂进行反应,聚硅氧烷树脂能保持稳定的主链结构而接枝其他官能团在其分支链上,从而确保抗污效果和改善现有的缺陷。
● 夏杰采用聚氨酯改性羟丙基硅油制备了改性的硅树脂防污涂料,通过FT-IR分析,体系中含有NH的伸缩振动峰和Si-O-Si的伸缩振动峰,证明已成功制备了聚氨酯改性的有机硅树脂。通过DSC分析,羟丙基硅油的引入使得树脂链柔顺性增加,故玻璃化温度降低。
结果表明,当羟丙基硅油(DY)用量增加时,树脂的吸水率下降,耐水性增强。通过实验室内硅藻的附着实验,聚氨酯改性的有机硅树脂附着量很少,表明具有良好的防污能力。
纳米粒子改性有机硅树脂
通过高速搅拌机将纳米级的填料粒子分散在有机硅聚合物的链段中,能改善与有机硅树脂的相容性,提高涂层的防污性能。
其中,应用最为广泛的是纳米二氧化硅,因其与有机硅材料具有相似的分子结构(主链含Si-O-Si键)。
● 故宣博等人通过自由基聚合反应合成了有机硅改性丙烯酸树脂,并进一步将纳米SiO2和纳米TiO2添加到有机硅改性丙烯酸树脂中。
通过FT-IR分析,硅改性的丙烯酸树脂中含有SiO、Si-C等特征峰,表明已成功参与反应。通过对漆膜的接触角分析,当纳米SiO2和纳米TiO2的比例为1∶1、含量为16%时,接触角最大,为149°,表明复合漆膜具有良好的疏水性。
对于漆膜机械性能来说,纳米粒子的引入,使得漆膜的硬度高达6H。通过盐雾性能测试,含有纳米粒子的漆膜具有优良的耐腐蚀性能。
● 祁凯月等人采用乙烯基三甲氧基硅烷与丙烯酸类单体为原料合成了有机硅改性丙烯酸树脂,并将纳米二氧化硅添加到有机硅改性丙烯酸树脂中。
同样通过FTIR分析,丙烯酸酯的双键打开,成功接枝到了硅树脂的主链中。
重点考察了纳米SiO2对复合树脂体系性能的影响:纳米SiO2的增加可以增大漆膜的接触角,提高漆膜的耐水性,但过高的硅含量使得漆膜的性能降低,可能的原因是纳米粒子发生了团聚。当环氧树脂的含量增加时,复合树脂的附着力增加,硬度也提高至6H,但环氧树脂的增加使得漆膜的耐水性下降。
04「 结语 」
对于有机硅树脂的改性,除了采用有机聚合物的改性之外,纳米技术的应用也己经成为研究的热点。但由于纳米粒子容易团聚,故如何将其均匀分散在有机硅树脂基体中,是纳米材料在涂料中应用的关键。
改性有机硅树脂涂料因为具有优异的耐高温、耐磨和防污性能而被应用在众多的工业领域。再加之人们对于室内装修要求的提升,改性有机硅树脂涂料在建筑物装饰装修领域也得到了十分广泛的发展,并具备良好的应用前景。
此外,在环保意识日益增强的今天,改性有机硅树脂涂料更能够体现出环保节能的理念,将会向着绿色化方向前进。
来源:PCI可名文化
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