有机硅改性聚酯涂料的研究进展

有机硅材料单一材料性能缺陷的一条重要途径。 持完好。李宏亮将废聚苯乙烯用有机溶剂溶解，
改性方法既可以是将有机硅与聚氨酯预聚体共 然后用有机硅进行改性，制成了防腐涂料。李步
聚，也可以是将有机硅作为改性剂直接添加到聚 春将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈与有机硅
氨酯。随着研究的深入，有机硅改性聚氨酯的应 进行共聚，制成了电子器件浸渍料。C.Hellio 等
[关键词]MQ；缩合；正硅酸乙酯；六甲基二硅氧烷
有机硅聚合物是特殊的高分子材料，具有一 航空、建筑等部门都获得了广泛的应用[3-4]。MQ 硅
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系列的优异性能，品种繁多，因而日益得到广泛 树脂是由四官能度硅氧烷缩聚链节(SiO2 即 Q)与
的应用。有机硅树脂一般为网状体形结构的有机 硅高聚物，属于硅有机高分子化合物[1-2]。有机硅
基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、丙烯酸等，通过溶 加快；其涂膜的附着力、硬度、耐热性也提高。
液聚合制成了氟改性有机硅丙烯酸酯；然后加入 乳化剂，制成乳液。以此乳液配成的涂料具有优 异的耐候性、耐腐蚀性、抗泛黄性、自洁性、电 绝缘性等，可广泛应用于建筑、汽车、机电、造 船、装饰等领域。
2、有机硅改性聚氨酯涂料
改性方法主要有物理共混法和化学共聚法。 大多数情况下，有机硅树脂只有通过化学改性才 能取得良好的改性效果。化学改性主要是通过缩 聚、自由基聚合及加成反应(实际应用中大都采用 缩聚反应)，在聚有机硅氧烷主链的末端或侧链连 接上其它有机树脂，形成嵌段、接枝或互穿网络 共聚物；从而赋予有机硅树脂新的性能，使其获 得新的应用。
陈丽琼等人通过含乙烯基官能团的有机硅单 体与丙烯酸酯类单体的乳液聚合，制得粒径小且 分布均匀的硅丙乳液。用此乳液配成涂料，涂膜 的耐水性、耐热性明显提高，是一种性能优异的
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外墙涂料。黄光佛等人在甲苯等有机溶剂或混合 有很好的综合性能。中国涂料工业研究设计院制
溶剂中，在过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈引发下， 成一种有机硅改性聚酯聚氨酯涂料，其性能优于
3、有机硅改性其它有机树脂涂料
随着物理及化学改性方法的进步，用有机硅 对有机树脂进行改性的应用日益广泛，改性 效果也不断提高。张树霞等人用有机硅树脂、604# 环氧树脂及酚醛树脂制成耐热、耐蚀的缓蚀型涂 料。将其涂覆在钛管上，置于 190℃的高温下或长
将有机硅用于聚氨酯的改性是改善聚氨酯和 时间浸泡在 110℃、2%的 H2SO4 溶液中，涂层仍保
单官能度硅氧烷链节(R3SiO1/2 即 M)组成的结构比 较特殊的聚有机硅氧烷产品，具有优异的耐热性、
树脂的性质介于普通有机高分子化合物和无机高 耐低温性、成膜性、柔韧性、抗水性和粘接性能，
分子化合物之间。作为树脂使用可以获得一般树 主要用作硅氧烷压敏胶的填料、增粘剂及加成型
脂难以达到的耐高温性能、憎水性能、耐化学品 液体硅橡胶的补强填料[5-6]。以 TEOS 为主要原料，
有机硅树脂与其它有机树脂的反应可预先在 溶液中完成，也可在成膜时完成；既可是单组分， 又可是双组分。在涂料工业中，用有机硅树脂对 其它有机树脂进行改性时，有机硅树脂的用量一 般在 30%-50%之间。用量低于 30%，改性效果不明 显；用量高于 50%，则成本太高。近年来，国内外 有机硅改性树脂涂料的品种主要有有机硅改性醇 酸树脂、聚酯和聚丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯 涂料等。
近年来，国内外对有机硅改性聚酯和聚丙烯 酸酯树脂涂料的研究有较大进展。Wacker 公司采 用乳液聚合法制备了以有机硅弹性体为核，聚甲 基丙烯酸甲酯为壳的核壳结构聚合物微粒。该核 壳型聚硅氧烷微粒能较好地混容并分散于粉末涂 料中，改善涂层的冲击强度、低温韧性及耐候性。 Chokai Takashi 等人用丙烯酸酯与有机硅树脂制 成了具有良好贮存稳定性和柔韧性的涂料。
性能。此外，有机硅树脂还具有优异的电绝缘性、 合成电子敷料专用 MQ 树脂，具有重要应用价值。
机械性能、耐热性和耐候性。以有机硅树脂为基 料做成的电绝缘漆、涂料、模塑料、层压材料、 脱膜剂、防潮剂等各类产品在电机、电器、电子、
1、实验部分
1.1、实验试剂及原料
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于 100℃左右使含乙烯基的有机硅单体和丙烯酸 聚酯类丙烯酸漆：附着力 1 至 2 级，冲击强度
酯单体进行嵌段共聚；然后添加一定的助剂，制 4.9MPa，柔韧性 1 级，硬度 0.75，在水中 48 小时
成了有机硅-丙烯酸酯涂料。王子银等人以 SiO2 无变化，在 HyietIVA 航空油中 48 小时无变化，
改性 TiO2 为光催化剂、有机硅改性丙烯酸树脂为 经 170℃×8ｈ后变色 1 级、失光 0 级，流变性
基料、聚氨酯为固化剂，制成了可室温固化的光 1.6min；适合于大型民用客机及汽车的涂装。田
催化涂料。颜立成等人以 D4、DF3 为原料，制成 军等人用羟基封端聚二甲基硅氧烷对醇解蓖麻油
含氟有机硅聚合物；再加入甲基丙烯酸甲酯、甲 改性聚氨酯预聚体进行共混改性，使其固化速度
有机硅氟资讯【全国·综合版】 应用研究
有机硅改性聚酯涂料的研究进展
有机硅改性涂料的研究进展有机硅树脂是以 Si-O-Si 键为主链、硅原子上连接有机基团的交联 型半无机高聚物，是一类热固性高分子材料。有 机硅树脂尽管具有优异的耐热性、耐候性、电绝 缘性、耐化学药品性、憎水性及阻燃性；但也存 在一些问题，如附着力和耐有机溶剂性差；因固 化温度高、固化时间长，不便于大面积施工。所 以，直接用作涂料的成膜剂受到限制。为充分发 挥有机硅树脂的优点，同时克服其缺点，可用有 机树脂进行改性。
1、有机硅改性聚酯和聚丙烯酸酯涂
料
有机硅改性聚酯和聚丙烯酸酯涂料因具有优 异的耐候性、耐酸性、耐玷污性和对无机基材的 附着力而倍受青睐，大量用于金属板材的预涂装、 机器设备的涂装及建筑物内外墙的耐候装饰。带 端羟基的聚酯和聚丙烯酸酯均可用多羟基的有机 硅低聚物(每分子的平均羟基数约为 3-5 个)进行 改性。有机硅树脂上的羟基需先进行醚化；然后 在催化剂(如四丁基锡或四异丙基锡)存在下，于 140℃左右进行缩聚反应，通过粘度变化确定反应 终点。此类有机硅改性树脂的固化温度低(甚至可 以室温固化)、介电性能优异、粘附性良好，耐水 防潮性、保光性及抗粉化性更佳。
用日益广泛，如用作涂料、胶粘剂、密封剂、皮 人通过研究海洋生物的附着性，发现材料表面附
革涂饰剂、织物整理剂等。
着海藻后可阻止其它生物的进一步附着；进而开
卿宁等人以聚醚(聚酯)多元醇、有机硅低聚 发出海藻与有机硅化合物复合的新型环保涂料。
物、多异氰酸酯、扩链剂和亲水扩链剂为主要原 料，制成有机硅改性聚氨酯乳液。该乳液稳定性 好；聚硅氧烷链段富集在乳胶膜表面，对聚氨酯 材料具有明显的表面改性作用，使其耐水性提高， 而本体力学性能变化不大。将其作为顶层涂料具
MQ 硅树脂的合成工艺研究
李思东，葛建芳，蒲侠，郭兆钧，张泰发，钟新萍 （仲恺农业工程学院化学化工学院，广东 广州 510225）
[摘 要]以正硅酸乙酯（TEOS）、六甲基二硅氧烷（MM）为主要原料，在浓盐酸的催化作用下，合成 MQ 硅 树脂。讨论合成过程中影响 MQ 硅树脂性能的主要因素，如反应物配比、反应时间、反应温度等。最终确定 MQ 硅树脂的最佳合成工艺条件：反应时间为 3 小时，反应温度为 60-70℃，正硅酸乙酯、六甲基二硅氧烷、水、乙 醇和盐酸(35%重量浓度)的质量比为 40/12/8.8/5/2.4。
4、结束语
随着新材料的深入研究和开发，有机硅改性 涂料的性能亦将更加优异，以满足不同行业或领 域的不同需求。随着人们环保意识的日益增强及 对施工人员健康的重视，发展环保型高性能有机
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有机硅氟资讯【全国·综合版】 应用研究 硅涂料显得很重要。有机硅改性涂料今后的发展 者。有机硅改性涂料以其优异的耐热、耐寒、耐 方向：一是开发高性能水乳型有机硅改性涂料； 候、憎水等特性，良好的粘接性和耐磨性，在特 二是开发不含或少含芳烃溶剂的涂料，特别是后 种涂料工业中有着广阔的应用前景。