有机硅改性聚酯树脂的研究进展
有机硅改性不饱和聚酯树脂的制备及应用研究
4结论 在正钛酸四丁酯的催化作用下 , 有机硅预聚体上
的乙氧基与不饱和聚酯链段上的羟基发生缩合反应 , 制备有机硅改性不饱和聚酯树脂 , 该固化物具有热性 能稳定 ,表观分解温度为 320 ℃,电气性能优良 。
Synt hesis an d Appl icat ion of Sil oxane- modif ied Unsaturated Pol yester
ZHAN G J ia n- h ua 1 ,2 , J IAN G Qi- bi n 2 , L IN J i n- h uo 1 ( 1. Col lege of Chem ist ry an d M ateri als , Fu j i an N or m al U ni versi t y , Fuz hou 350007 , Chi na ;
图 2 为有机硅改性不饱和聚酯与同配方的纯不 饱和聚酯及有机硅预聚体的核磁共振图 。从图谱中可 以看出 , Si- CH 3 、Si- Ph ( Ph 代表苯基) 分别在δ= 0. 08 pp m 、δ= 7. 3 pp m 附近出现化学位移峰 [3 ] ,与纯 不饱和聚酯相比 ,有机硅改性不饱和聚酯再在此处出 现的位移峰更强 ,更宽 , Si- Vi (Vi 代表乙烯基) 在δ= 5. 9 pp m 附近出现较弱的化学位移峰 [3 ]。表明有机硅 预聚体与不饱和聚酯通过缩合反应实现了共聚 。
13
高 , 将其作为浸渍漆使用 , 能使变压器浸漆后具有更 高的极限使用温度 。 3. 3. 2 电性能
有机硅改性聚氨酯的制备方法及应用进展
面形成 。 田军等 研 究 了端羟 基 的聚二 甲基 硅 氧烷 与 ］
醇 解蓖 麻油 改性 聚 氨酯 预聚 体 ， 聚 物成膜 后 ， 共 分子结 构 中的有机 硅链 段 更倾 向于 表 面 聚 集 取 向 ， 聚 氨 酯 而
链 段朝 向内层 。这样 使得 共 聚物膜 的附着 力 、 硬度 、 固 化 速率 等力 学性 能得 到改 善 ， 同时 ， 表面呈 现 低 的表 其
聚二 甲基 硅 氧烷／ 聚氨 酯共 混体 系有 良好 的增 容作 用 ，
使 其 力学 性 能 明显 提 高 ， 增 容 效 果 与 聚 氨 酯 的 化学 且
结构 有关 。 Ｙｅ ｎ等 ［ 分 别 采 用 聚 己 内酯 、 乙二 醇 、 丙 二 ３ 聚 聚
作者 在 此综 述 了有 机硅 改 性 聚氨 酯 的制 备 方 法 ，
水 的接 触 角增 大 。研 究 还 发 现 ， 过 Ｐ 经 ＤＭＳ Ｐ 混 合 －Ｕ 后 的 ＷＢ Ｕ 的表 面硅 含量 与单 一 Ｐ Ｐ ＤＭＳ Ｐ 接 近 。 －Ｕ 由于分子 结构 的特 点 ， 氨 酯 与 有 机 硅 的相 容 性 聚
的要求 ， 须 克服 聚 二 甲基 硅 氧 烷 与 聚 氨 酯 的高 度 不 必
面 张力 、 接触 角进 行 了研 究 。结 果 发 现 ， ＤＭＳＰ 与 Ｐ —Ｕ 醚 型或 酯型 软段 的 ＷＢ Ｕ 混 合 ， Ｐ 溶液 颗粒 和混 合物 颗 粒 随着 Ｐ ＭＳＰ 含量 的增 加 而增 大 ， Ｄ －Ｕ 比纯 ＷＢ Ｕ 的 Ｐ 颗 粒更 大 ， 合 后 的 ＷＢ Ｕ 对 纤 维 的接 触 角 减 小 、 混 Ｐ 对
相容性。
不好 ， 因而采 用单 纯 的物 理 改 性 方 法 难 以达 到理 想 的
收 稿 日期 ： ０ １ ７ １ ２ １ —０ — ４
有机硅改性不饱和聚酯的制备与应用研究的开题报告
有机硅改性不饱和聚酯的制备与应用研究的开题报告一、研究背景与意义有机硅改性不饱和聚酯是一种新型高性能材料，具有耐热性、耐腐蚀性、耐老化性、高强度、高刚度、高透明度等优点，在汽车、航空、电子等领域应用广泛。
目前国内外在该领域的研究和应用还不够充分、成熟，因此该领域的研究具有重要的科学意义和应用前景。
二、研究内容和方法本研究旨在通过有机硅改性，将不饱和聚酯的性能进行优化，提高其在特定环境下的耐久性和耐化学腐蚀性能。
在研究中将采用实验室合成和表征、物性测定等方法，具体内容包括：1. 合成不饱和聚酯前驱体：选择适宜的材料及合成方法，合成不饱和聚酯前驱体。
2. 有机硅改性：选用不同表面活性剂、催化剂等有机硅改性剂，进行不饱和聚酯的改性实验，并对其性质进行分析。
3. 材料性能测试：对样品进行力学性能（强度、刚度、延伸率）、热稳定性、耐化学腐蚀性等方面的测试，分析其表现。
三、预期成果通过本研究，预计可以获得以下成果：1. 针对不饱和聚酯的改性方法，为该材料的研究提供一定的理论和实践基础。
2. 通过有机硅改性，使不饱和聚酯具有更优异的性能。
3. 对不饱和聚酯有机硅改性的适用性和可行性进行探究，提高该材料在汽车、航空、电子等领域的实际应用。
四、研究计划和进度安排1. 第一年：（1）确定研究方案、相关试验方法及设备等。
（2）合成不饱和聚酯前驱体，进行表征分析。
（3）针对不饱和聚酯的有机硅改性方法进行初步试验，并进行性能测试。
2. 第二年：（1）优化改性方法，并详细测试样品的力学性能、热稳定性、耐化学腐蚀性等方面表现。
（2）进一步分析有机硅改性条件对样品性能的影响。
3. 第三年：（1）对改性后的不饱和聚酯进行进一步表征分析，如FTIR、NMR、GPC等分析。
（2）综合实验结果，撰写论文，开行讨论及答辩准备。
五、参考文献1. Đỗ Thị Nhân 1,2, Trần Văn Tích 1,2, Lưu Thị Minh Huyền 1,2, et al. (2019). Physical and mechanical properties of modified polyesters with silicone acrylate oligomer. Journal of Science and Technology, 57(3), 89-96.2. Li, Z., Wu, F., Li, X., et al. (2018). Preparation and properties of unsaturated polyester resin modified by silicone acrylate. Journal of Applied Polymer Science, 135(2), 45730.3. Shao, Z., Shao, H., Li, G., et al. (2018). Preparation and Characterization ofa UV-Curable Coating Based on a Modified Unsaturated Polyester Resin/Silicone Acrylate Oligomer. Industrial & Engineering Chemistry Research, 57(26), 8599-8605.。
有机硅改性聚氨酯弹性体材料的研究
有机硅改性聚氨酯弹性体材料的研究陈精华 刘伟区 宣宜宁 张 斌(中国科学院广州化学研究所 510650)摘 要:以聚氧化丙烯二醇或聚氧化丙烯三醇、氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷、甲苯二异氰酸酯为原料在无溶剂条件下制备预聚体,利用二甲基硫甲苯二胺为固化剂合成一系列氨基硅油改性聚氨酯弹性体材料,并对材料的力学性能、耐热性、表面水接触角等性能进行了测试。
结果表明,改性后的聚氨酯弹性体具有更优良的力学性能、耐热性及表面疏水性。
关键词:聚氨酯;氨基硅油;弹性体;改性;合成 聚氨酯弹性体通常以低聚物多元醇、多异氰酸酯、扩链/交联剂及少量助剂为原料制得[1]。
聚氨酯弹性体模量一般介于橡胶和塑料之间,具有较高的强度和弹性、较好的硬度和耐磨性等优异性能,因此在市场上得到广泛使用。
但由于存在耐高低温、耐候及表面性能欠佳等缺点,使其在某些特定领域的应用受到限制。
聚二甲基硅氧烷(PDMS )具有优异的介电性、柔韧性、耐高低温性和耐候性及较好的疏水性和低表面张力,用PDMS 改性聚氨酯可以改善聚氨酯弹性体的性能,获得较好的综合性能。
目前文献报道的有机硅改性聚氨酯的方式主要有两种,一种是利用活性端基封端的聚二甲基硅氧烷与聚氨酯形成嵌段共聚物[2～4];另一种是利用侧链含有活性基团的聚二甲基硅氧烷与聚氨酯接枝反应形成有机硅-聚氨酯共聚物[5,6],表面改性是其目的之一。
前者硅氧烷链段被嵌在聚氨酯主链中,它向表面迁移的能力受到主链的牵制,所以为了获得较好的表面改性效果,常需加入大量的PDMS ,这将会导致聚氨酯的力学强度明显下降。
后者硅氧烷链悬挂在聚氨酯的主链上,有利于硅原子向表面迁移,只需加入少量的氨基硅油,就能改善聚氨酯的表面性质,但由于有机硅和聚氨酯的溶解度参数相差太大[7],及氨基硅油与二异氰酸酯反应迅速,所以所进行的聚合反应都需在特殊溶剂中进行,且大都停留在实验室阶段,工业化产品很少。
本工作采用特殊的工艺条件和特殊的分子设计,利用聚氧化丙烯二醇(PPG )或聚氧化丙烯三醇(PPT )、氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷(氨基硅油,AE APS )、甲苯二异氰酸酯(T DI )在无溶剂条件下合成了一系列有机硅-聚氨酯预聚体,再采用新型固化剂二甲基硫甲苯二胺(DADMT )固化,制得有机硅-聚氨酯弹性体材料。
有机硅树脂在粉末涂料中的改性作用及应用进展
Key words: silicone resin; powder coatings; modification
粉末涂料作为一类绿色环保型涂料近年来在众
多领域特别是金属涂装方面得到了广泛的应用。粉 末涂料常以环氧、聚酯、丙烯酸、聚氨酯等有机树脂
作为基体, 由于受基体树脂自身结构的影响和限制, 这些常用粉末涂料在一些性能上存在着不足之处, 导致了 应用上的局限 性[ 1] 。与 通常的有机树 脂相 比, 有机硅树脂有着更为优良的耐热、耐候、耐水性 及电绝缘性能[ 2- 3] 。粉末涂料中使用有机硅树脂, 可以改进其耐热性及耐候性, 但单纯使用有机硅树 脂存在价格昂贵, 对基材附着力差等问题[ 4] 。因此, 常利用有机硅树脂改性其他有机树脂, 可以将有机 硅树脂和其他有机树脂的优点结合起来, 弥补相互 的不足, 改善漆膜耐候、耐热等性能, 得到性能优异 的粉末涂料, 这也是发展功能性粉末涂料的一条有
固化, 形成良好的膜表面; 在高温下硅树脂继续发生
有机硅改性聚酯涂料的研究进展
２ 有 机 硅 改 性 聚 氨 酯 涂 料
将 有 机硅 用于 聚 氨酯 的 改性 是 改善 聚 氨酯 和 有 机 硅材 料 单一 材 料性 能 缺 陷 的一条 重 要途 径 。 改 性 方 法 既 可 以 是 将 有机 硅 与 聚 氨 酯 预 聚 体 共 聚 ，也 可 以是将 有机 硅 作 为改 性剂 直 接 添加 到聚
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
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
受 到 限制 。为充 分 发挥 有机 硅树 脂 的优 点 ，同时 克服其 缺点 ，可将 有机树 脂进 行改 性 。
有机 硅 树脂 与 其它 有机 树 脂 的反 应 可预 先在
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・
有 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 机 硅 氟 资 讯
聚 、 自由基 聚合 及 加成 反应 （ 际应 用 中大 都采 实 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 。
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
高功能性有机硅改性聚酯树脂的研究
１ 实验 部 分
１１ 原 材料 ．
【 收稿 日期 ］ ０ ７ ０ — ０ ２０ — ５ １
三颈 瓶 中 ， 开动搅 拌 ， 温 ， １０ １ ０Ｃ 升 在 ４ ～ ８ ￣ 聚合 至一
１ 硅醇 的合 成 ． ３
附 着力 和弹 性 ， 使用 年 限达 ７ ｌ 年 ， 在很 大程 其 ～０ 这
度 上 为 国家 节 省 了人力 财力 ， 同时 为 国家装 备水 平
的提 高起 了一 个推 动作 用 。
将 苯 基 氯 硅 烷 、甲基 氯 硅 烷 、甲苯 、 醇 、 丁 水 按 配 方量 投 料 ， 行 水 解 、 合 ， 入 溶 剂 稀 释成 进 缩 加 固含 量 为 ６ ％ 的硅 醇 中 间体 。 ５
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第 ４ 第 ７期 ６卷
２０ ０ ７年 ７月
上 海涂 料
ＳＨＡ ＮＧＨ ＡＩＣＯＡＴＩ ＮＧＳ
Ｖｏ ． １ ４６ Ｎｏ． ７
Ｊ １２ ０ ｕ． ０ ７
高 功 能 ， 有 机 硅 改 ， 聚 陛 陛
姚 江柳 （ 西安利 澳科技 股份 有 限公 司 ７ ０ ７ １０ ７）
新戊二醇 ， 工业 品 ；邻 苯二 甲酸 酐 ， 业 品 ；对 苯 工
二 甲酸 ， 业 品； 工 己二 酸 ， 业 品； 工 壬二 酸 ， 工业 品；
苯基 氯 硅 烷 ， 业 品 ； 甲基 氯 硅 烷 ， 业 品 ；催 化 工 工
剂 ， 口 ；甲苯 ， 业 品 ；丁 醇 ， 业 品 ；二 甲苯 ， 进 工 工 工业 品 ；醋 酸 丁 酯 ， 业 品 ；乙二 醇 乙 醚 乙酸 酯 ， Ｔ
有机硅改性聚酯涂料的研究进展
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
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。
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
高功能性有机硅改性聚酯树脂的研究
版06030611条款要求，深受国内外广大客户的青睐。
其潜在商机巨大，必将得到越来越广泛的应用。
致谢：本文承蒙上海造漆厂杨和永高工审阅，深表谢意！参考文献1 中国化工学会涂料学会科普委员会.涂料工人必读［M ］.武汉：湖北科学技术出版社，1986：251，253，2542 涂料工业编委会.涂料工艺［M ］.第三版，上册.北京 ：化学工业出版社，2006：333-3353 朱建林.水性丙烯酸低播焰船舱漆的研制［J ］.上海涂料，2007，45（3）：16-174 傅旭.化工产品手册树脂与塑料［M ］.北京：化学工业出版社，2006：8345 梁新方.醇酸船舱漆及其制造方法［P ］.中华人民共和国国家知识产权局，2006：8-11[收稿日期] 2007-05-100 引言聚酯树脂的漆膜硬度、光泽、耐腐蚀性、耐化学药品性、弹性、耐磨性都很好，本文选用有机硅改性聚酯树脂，在该树脂中加入颜填料制成色漆，与固化剂HDI 缩二脲和HDI 三聚体配合，具有常温自干、施工简单的特点，可广泛用于民用飞机、战斗机、特种飞机，以及海上设施、海岸及海湾构造物、海上石油钻井平台、桥梁、船艇、高速公路护栏，大型设备等的涂装，具有优异的耐候性、防腐性、高装饰性、高功能性，优良的耐雨蚀、耐冲击、耐磨损、抗渗透性（化学介质）、耐油性以及良好的附着力和弹性，其使用年限达7~10年，这在很大程度上为国家节省了人力财力，同时为国家装备水平的提高起了一个推动作用。
1 实验部分1.1 原材料三羟甲基丙烷，进口；一缩二乙二醇，工业品；新戊二醇，工业品；邻苯二甲酸酐，工业品；对苯二甲酸，工业品；己二酸，工业品；壬二酸，工业品；苯基氯硅烷，工业品；甲基氯硅烷，工业品；催化剂，进口；甲苯，工业品；丁醇，工业品；二甲苯，工业品；醋酸丁酯，工业品；乙二醇乙醚乙酸酯，工业品。
1.2 聚酯树脂的合成将多元醇、二元酸、回流二甲苯按配方量投入三颈瓶中，加热至120℃，待物料全部熔化后，开动搅拌，升温，在180~220℃回流反应至酸值为10~40 mgKOH/g，降温至120℃，加入稀释剂，配成80%固含量的树脂，冷却，出料，待用。
有机硅改性水性聚氨酯进展
0前言水性聚氨酯（WPU ）是以水为分散介质的，具有无VOC （有机挥发物）排放、安全环保等特点，并且保持了聚氨酯（PU ）的诸多优点（如分子结构可裁剪、成膜性好、耐磨性佳、耐化学品性优和柔韧性好等），在胶粘剂、涂料、织物整理、皮革涂饰、造纸和油墨等行业中得到广泛应用；然而，由于WPU 合成原料多为双官能团化合物（交联程度较低），并且其在合成过程中接枝了离子基团，故与溶剂型PU 相比，WPU 成膜后耐水性较差、热稳定性欠佳，从而限制了其应用范围[1]。
有机硅具有表面能低、耐氧化、耐水、难燃、绝缘和透气等特点，以此作为WPU 的改性剂，可结合有机硅和PU 的优点，有效提高了WPU 固化膜的柔韧性、耐水性和热稳定性。
因此，研究有机硅改性WPU 对相关行业具有重大意义。
1硅烷偶联剂封端改性WPU以含氨基的硅烷偶联剂作为封端剂，利用其分子中的-NH 2基团与WPU 预聚体中的-NCO 基团进行反应，可合成端硅氧烷基的PU ；乳化体系经硅氧烷的水解、缩聚后，可生成含交联结构的WPU 。
然而，硅氧烷的水解、交联，会影响WPU 的粒径及乳液性能。
1.1硅烷偶联剂对WPU 微观结构的影响γ-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES ）是改性WPU的常用硅烷偶联剂，其含量对WPU 乳液的粒径、粒子形貌和结构等影响较大。
Sardon 等[2]以IPDI （异佛尔酮二异氰酸酯）、DMPA （二羟甲基丙酸）、BDO （丁二醇）和PBA1000（聚己二酸丁二醇酯）为原料合成了PU 预聚体；然后经TEA （三乙胺）（其与DMPA 等质量）盐化、25℃时用APTES 封端改性和加水乳化等工序处理后，制得改性WPU 。
研究结果表明：FT-IR （红外光谱）和29Si-NMR （核磁共振硅谱）法的表征结果证明了PU 与硅氧烷之间是以共价键方式相连接的；DLS （动态光散射）、TEM （透射电镜）和Zeta 电位法的表征结果显示，当w （APTES ）<9.7%时，乳液粒径主要受脲基含量影响，加水乳化使Si-OR 水解为Si-O H 基团，主要分布在乳液粒子表面，Si-OH 基团的交联可忽略；随着APTES 含量的不断增加，亲水性较差的脲基含量增加，乳液粒径稍有增大；在相转变过程中，Si-OR 发生水解缩聚反应，使得乳液粒子明显增大，无机相和有机相易分离，在乳液粒子中出现了Si-O-Si 富集区域，膜的交联度也随之提高；改性WPU 在25℃和90℃时的凝胶含量没有差别，FT-IR 和29Si-NMR 的表征结果显示，室温条件干燥时即可形成Si-O-Si 交联结构，说明改性乳液能室温固化（形成交联结构）。
有机硅改性环氧树脂的研究与应用进展
有机硅改性环氧树脂的研究与应用进展摘要：环氧树脂是一种含有2个或2个以上环氧基团的高分子化合物，其与固化剂反应可生成具有热固性的三维网状结构。
固化环氧树脂具有优异的力学、耐化学、耐腐蚀性能，良好的热学性能、粘接性能和电气性能，且固化后收缩率低，尺寸稳定。
关键词：有机硅改性环氧树脂；研究；应用前言环氧树脂作为一类重要的热固性树脂，具有良好的电学性能、化学稳定性、优异的力学性能和粘接性能，应用领域十分广泛。
得益于环氧树脂优异的综合性能，环氧树脂广泛应用在涂料、粘接剂、电子产品封装、印刷电路板、航空、航天、军工等领域。
1改性方法1.1增容改性提高环氧树脂与有机硅的相容性是物理改性的重要研究方向。
以端羟基甲基苯基硅橡胶(PSi)和硅烷化环氧树脂(SERs)为主要原料，合成了四种不同结构和功能程度的SERs，并用于硅树脂涂层的改性，制备了一系列硅烷化环氧树脂涂层。
其中用环己基环氧树脂和氨基硅烷偶联剂(APTES)制备的SERs效果最好，可贮存30天以上。
所有改性有机硅涂料的附着力均为最高级0级，在30天的耐酸、耐碱、耐盐实验和在300℃下保温实验后，表现出优良的防腐性能和良好的耐热性能。
实验表明，与纯PSi相比，含有25wt%SERs的涂层具有更好的热性能，表现为延迟降解温度，800℃下残碳率大大提高。
SERs的加入提高了硅橡胶与环氧树脂的相容性，其中环氧基团增强了固化混合涂层的附着力。
1.2自分层涂层许多年来，对涂层的研究一直在不断增长，试图提高其工艺和性能。
一般，两层或三层的不同涂层被使用在基材上，以得到综合性能的涂层。
但每一层需要一个配方和一个特定的固化步骤，因此这个多层系统涉及许多复杂的操作和需要长时间的固化过程，而且在层与层之间的界面处可能会出现附着失效的现象，这些因素并不满足当前的工业生产要求。
自分层涂料根据相容性、表面能、分子间作用力等因素，由多种聚合物组成，形成的共混体系溶解在溶剂中，它们在使用后和固化阶段会自动分离，形成连续但功能不同的涂层。
有机硅改性水性聚氨酯的研究进展_周亭亭
第38卷第9期2010年9月化 工 新 型 材 料N EW CH EM ICA L M A T ERIA LS V ol .38N o .9·69·作者简介:周亭亭(1986-),女,硕士研究生,主要从事水性高分子材料的研究与应用。
联系人:杨建军,教授,硕导。
有机硅改性水性聚氨酯的研究进展周亭亭 杨建军＊ 吴庆云 吴明元 张建安(安徽大学化学化工学院与安徽省绿色高分子重点实验室,合肥230039)摘 要 综述了有机硅改性水性聚氨酯的研究发展,主要包括有机硅、有机硅-环氧树脂、有机硅-丙烯酸酯和无机纳米SiO 2对水性聚氨酯改性的不同方法和特点,相应地介绍了这些改性水性聚氨酯在不同领域的应用进展,并对有机硅改性水性聚氨酯的未来发展前景作了展望。
关键词 水性聚氨酯,有机硅,纳米,改性,研究进展Research progress of silicone modified waterborne polyu rethanesZhou Ting ting Yang Jianjun Wu Qingy un Wu Mingyuan Zhang Jianan(Schoo l of Chemistry and Chem ical Engineering of Anhui Univer sity &Key Laborsato ry o fEnvironment -friendly Po lymer Materials o f Anhui Province ,H efei 230039)A bstract T he w ate rbor ne poly urethane s modified by silico ne including silico ne ,silico ne -epox y resin ,silicone -acry -late and nano -SiO 2modificatio n w ere summaried .T he re sear ch prog re ss of aboved materials a pplied in various fields based on diffe rent fea tures and methods w ere intruduced .Fina lly ,the future o n w aterbor ne po ly ur etha nes mo dified by silico ne was pro spected .Key words wa te rbo rne poly urethane ,silicone ,nano ,modifica tion ,resea rch 水性聚氨酯具有优良的耐水、耐溶剂、耐化学腐蚀等优点,广泛用于纺织印染加工、皮革加工、粘合剂、家具漆、电泳漆、电沉积涂料、建筑涂料、纸张处理涂料、玻璃纤维涂料等[1]。
有机硅改性树脂技术的研究进展
有机硅改性树脂技术的研究进展Publication: C&P-Chemical TopicsProvider: China National Chemical Information Center (CNCIC)March 5, 20130前言有机硅树脂分子的主链为Si-O-Si结构，其中Si原子上往往连接着有机基团、树脂的分予结构为具有高度交联的网络结构。
这种树脂的组成与分子结构决定了其具有优良的性能如耐热性与耐候性、憎水性、电绝缘性以及低温柔韧性等，但差的附着力和耐化学介质性能以及较高的价格，限制了它的应用领域。
因此人们常将硅树脂作为一种改性树脂，来到有机树脂进行改性，从而在有机树脂中引入有机硅树脂的特点，提高树脂的性能。
比如有机硅对丙烯醛树脂进行改性，可提高树脂成膜物的耐候性、交联密度与耐水性：对聚氪酯树脂进行改性，可提高其与底材表面的粘接强度，从而对常用的无机建筑材料有良好的粘接性，同时由于表面硅氧的富集，表面能也有-定程度的降低，提高了聚氯酯热熔胶对一些低表面能材料的浸润性和粘接力；有机硅改性的环氧树脂可降低环氧树脂内应力，并提高环氧树脂耐热等性能。
本文介绍了近几年有机硅对树脂进行化学改性的技术及其研究情况。
1有机硅对树脂的改性技术1.1通过异氰酸酯与活性氢的反应达到改性目的过量的异氰酸酯与含羟基的树脂反应，生成-NCO基团封端的树脂分子，然后和有机链上含活性氢的硅烷化合物反应，从而将硅烷化合物接入分子链，达到改性的目的；孙启龙等使用低聚物多元醇与二异氰酸酯反应，形成端基为-NCO基团的分子，然后再加入扩链剂进行扩链，同时加入含氨基的硅烷偶联剂，利用氨基上的活性氢与异氰酸酯反应，制得了有机硅改性的水性聚氯酯，由于有机硅的引入，赋予聚氨酯材料较低的表面能和良好的手感；唐礼道等应用预聚体合成法合成了氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)封端的聚氯酯热熔胶(SPUR)，制备了不同封端率的系列硅烷化聚氨酯热熔胶，研究结呆表明硅烷基团的引入提高了产物对基材的润湿性和对铝材的粘结性能；罗斯勒等用单羟基聚醚和二异氰酸酯反应制得分子端基为-NCO的化合物，然后和含氨基硅烷化合物反应，得到可湿固化的产物，主要用在密封胶和黏合剂中；罗伊将多元醇聚合物及多元胺与过量的多异氰酸酯反应，然后与氨基硅烷反应制得可湿固化的甲硅烷基化的聚氯酯-聚脲树脂，制备的防腐蚀涂料具有优异的附着力、硬度和耐化学性。
有机硅改性聚氨酯涂料的研究与应用
聚氨酯(PU)自20世纪40年代出现以来,在涂料、弹性体、泡沫塑料及粘合剂等方面均已获得广泛应用,是一种多功能的聚合物材料,也是发展最快的高分子材料之一。
聚氨酯含有特征单元结构氨基甲酸酯键[1](-NH-CO-),链中含有交替的软链段和硬链段,使得其聚集态结构为多相结构,这决定了聚氨酯涂料优良的耐磨、柔韧等性能。
然而单一的聚氨酯涂料在耐水性、光泽、硬度等方面还不够理想,通过改性可以使其获得更加优异的综合性能。
聚氨酯的改性有两种方式:一种是通过简单的物理方法将具有互补特性的两种或多种树脂混合在一起;另一种是通过化学方法使产品具有两种或多种体系的特性。
有机硅材料具有耐高低温、耐气候老化、耐臭氧、电绝缘、耐燃、无毒、无腐蚀和生理惰性等优异性能,因而是聚氨酯改性产品的理想材料。
将有机硅用于聚氨酯的改性克服了聚氨酯材料的性能缺陷,是扩大聚氨酯应用领域的一条重要途径。
本文探讨了有机硅改性聚氨酯涂料的各种途径,并简要介绍了其应用。
1 溶剂型有机硅改性PU涂料溶剂型涂料目前在高档涂装如高级轿车、飞机蒙皮、精密仪表等领域还存在着广泛的应用。
如孙道兴、刘香兰[2]等人研究的有机硅改性聚氨酯摩托车涂料,其耐盐水、耐酸碱、柔韧性都有很大提高。
田军、薛群基[3]等研究了端羟基的聚二甲基硅氧烷与醇解蓖麻油改性聚氨酯预聚体在甲苯溶剂中的共混改性。
共聚物成膜后,分子结构中的有机硅链段更倾向于在表面聚集取向,而聚氨酯链段朝向内层,这样使得共聚物膜的附着力、硬度、固化速度等力学性能得到改善;同时,其表面呈现低的表面能,其耐热性也得到了提高。
由聚氨酯预聚体、氨基硅烷或硅氧烷、聚有机硅氧烷增粘剂、含氢硅氧烷、有机溶剂等组成的涂料在氯铂酸催化下,(150~200)℃固化成膜,固化后的涂膜光滑、耐热、耐磨,对未经任何表面处理的硅橡胶有良好的粘接性[4]。
采用侧链含有多氨基官能团的硅油在溶剂中改性聚氨酯,这种硅氧烷在聚氨酯的合成过程中,侧链参加反应,硅氧烷链悬挂在聚氨酯的主链上,有利于硅原子向表面迁移,只需加入少量的氨基硅油就能改善聚氨酯的表面性质[5,6]。
有机硅改性水性聚酯的制备与性能
有机硅改性水性聚酯的制备与性能有机硅改性水性聚酯是近年来新兴的研究领域，广泛应用于建筑、涂料、柔性部件防水、防腐蚀等。
有机硅改性水性聚酯在涂料中应用可提升涂料耐磨、耐抗溶、抗霉菌性能，对涂料的外观有着显著改善作用，同时有机硅改性水性聚酯具有优异的柔软性、抗紫外线能力，可以有效提高涂料的耐久性。
有机硅改性水性聚酯的性能受到有机硅比例、粒径、含量等因素的影响，因此调整这些因素，以获得满足要求的材料性能是确保涂料质量的重要手段。
有机硅改性水性聚酯可分为改性聚氨酯和改性醛酸树脂，得益于有机硅发生多重反应，有机硅改性水性聚酯具有优异的物理性能和化学性能，能够克服涂料中水基材料不足的缺点。
有机硅改性水性聚酯的制备主要包括硅氧烷分子量控制、有机硅改性、封闭保护、聚合反应等步骤。
首先，需要根据改性效果，通过串联反应调整有机硅的分子量；其次，进行有机硅改性，利用有机硅改性剂将有机硅分散在水性聚酯中；最后，进行封闭保护和聚合反应，使用不同的催化剂对有机硅改性的水性聚酯进行聚合，以形成有机硅改性水性聚酯。
有机硅改性水性聚酯具有优良的物理性能和化学性能，可用于各种涂料领域。
有机硅改性水性聚酯具有良好的耐磨性、耐气候性、抗溶剂性、抗紫外线能力，同时还可以改善涂料的外观性能，耐腐蚀性能较强。
此外，有机硅改性水性聚酯还可用于其他领域，如消费品、医药、塑料、橡胶、防水、防腐蚀等，为涂料研发和制造提供了新的材料。
有机硅改性水性聚酯作为一种新型涂料，具有非常优异的功能和特性，可改善涂料的附着力、耐磨性、耐抗溶、抗污性等特性，对涂料的外观性和耐腐蚀性也有一定的改善效果。
同时，有机硅改性水性聚酯的制备工艺也更加简单，可以大量的提高涂料的质量和性能，从而节能减污。
为了更好地开发改性水性聚酯的应用，需要对有机硅改性水性聚酯的材料特性及其制备工艺进行深入的研究，以开发更多的有机硅改性水性聚酯产品，为工业提供更多的选择。
总之，有机硅改性水性聚酯是一种抗污性能优异的涂料，具有优异的耐磨性、耐气候性、抗溶剂性、抗霉菌性能和抗紫外线能力，可用于各种涂料及其他领域，为涂料研发和应用提供了新的材料。
有机硅改性聚酯树脂的研究进展
有机硅改性聚酯树脂的研究进展王旭波,赵士贵*,杨欣欣,王 峰,东 青(山东大学材料科学与工程学院,济南250061)摘要:综述了近年来国内外有机硅改性聚酯树脂的研究进展。
介绍了物理共混法和化学共聚法制备的有机硅改性聚酯树脂的特点、应用情况。
展望了有机硅改性聚酯树脂的发展前景。
关键词:有机硅,聚酯树脂,改性中图分类号:T Q264 1+7 文献标识码:A文章编号:1009-4369(2006)05-0264-04收稿日期:2006-03-20。
作者简介:王旭波(1981 ),男,硕士生,主要从事有机硅产品和工艺的研究。
*联系人:E-mail:w angxubo@mail sdu edu cn 。
有机硅是分子主链中含硅元素的有机高分子合成材料,主要分为硅橡胶、硅油、硅树脂及硅烷偶联剂4大类产品。
目前,有机硅应用于涂料等工业的产品多为硅树脂,它以Si O Si 为主链,与硅原子相连的是各种有机基团。
这一类化合物是属于半无机、半有机结构的高分子化合物,兼具无机材料与有机材料的性能,其介电性能在较大的温度、湿度、频率范围内保持稳定,还具有优良的耐氧化、耐化学品、电绝缘、耐辐射、耐候、憎水、阻燃、耐盐雾、防霉菌等特性[1];广泛用于电子电气、轻工纺织、建筑、医疗等行业。
但硅树脂固化温度较高(250~300 )、固化时间较长,漆膜的机械性能、附着力和耐有机溶剂性能较差。
在现代工业中,聚酯树脂是制造聚酯纤维、涂料、薄膜以及工程塑料的原料,通常由二元酸和二元醇经酯化和缩聚反应制得。
这类聚合物的一个共同特点是其大分子的各个链节间都是以酯基相连,通称为聚酯[2]。
聚酯具有光亮、丰满、硬度高、物理机械性能良好以及耐化学腐蚀性能较好等优点;但存在耐水性差、施工性能不好等缺陷。
用有机硅对聚酯树脂进行改性,使两种聚合物材料的优势得到互补,可以大大提高树脂的性能,扩展其使用范围[3]。
近几年来,有机硅改性聚酯树脂在国外的研究较多,但在国内的研究却较少,发展十分缓慢。
有机硅改性聚氨酯的研究进展
有机硅改性聚氨酯的研究进展作者：马力祥来源：《中国化工贸易·中旬刊》2017年第08期摘要：目前阶段，我国对于高型分子材料的使用比较广泛，有机硅改性聚氨酯聚合物就是其中之一。
在本文中，就机硅改性聚氨酯聚合物的相关结构进行深入分析，对于有机硅改性聚氨酯的合成方法及性能，给予详细探究，希望通过文章介绍，能够增强大家对于有机硅改性聚氨酯的进一步认识和了解。
关键词：有机硅改性聚氨酯；研究；进展聚硅氧烷具有一定的独特性能，其该种独特性是由它的特殊化学结构决定的，其主要的特性是具有优良的电绝缘性和耐高低温性，同时，稳定的化学性也是它的独特性能之一。
除此之外，聚硅氧烷还具有一定的生理惰性和生物相容性及憎水防潮性。
在上个世纪四十年代，我国在工业中开始对其的运用之后，其运用的范围来说也更加宽广了，但是聚硅氧烷也有一定的缺点存在，在实际的生产中，要对聚氨酯性能给予改变，使其在未来的生产中被使用和发展。
1 聚氨酯改性聚合物的具体合成方法因为聚二甲基硅氧烷与聚氨酯的溶度参数差距性比较大，这是热力学典型的不稳定体系，微相分离在聚硅氧烷-聚氨酯有一定的存在性，这也是其最为特殊的性能体现，但是这种微相分离要在一定的程度下进行，过度了就会使得该材料的力学性能有所缺失，不会达到理性的状态。
故而，为了呈现最好的效果，在实际的使用过程中，可以采用对强软硬段之间的相互作用，不断的对两相相容性进一步的提高，从而可以一定程度对力学的性能有所增加。
1.1 在软段上引入极性侧基通过一定的研究，可以看出，将少量极性基团在聚硅氧烷软段中进行引入，可以一定程度对软段的溶度参数进行提高，从而也可以对软、硬段的相分离程度有所减少，也能够加宽界面区域，对于界面的“粘接”来说，也是有所帮助的，能够改善和提高一定的材料力学性能。
1.2 在软缎中引入脲基团在聚硅氧烷中引入脲键，对于软、硬段的相同性而言，也是一种改善和提高。
该体系中有两相间的氢键作用，又有一定的软段间的氢键作用，一定程度对于该种材料的力学性能也是一种明显的提高。
有机硅改性水性聚酯的制备与性能
有机硅改性水性聚酯的制备与性能
有机硅改性水性聚酯是一种新型的多功能环保涂料，可以满足当前市场对环保、耐磨、防潮、透气性能、抗霉变和耐污性能方面的要求，也能够更好地发挥环保的作用。
有机硅改性水性聚酯的制备与性能有着广泛的研究，为建筑涂料行业带来新的变化。
二、材料与方法
有机硅改性水性聚酯的制备，需要用到的材料包括有机硅改性剂、聚氨酯基硅烷、氨基型硅油、乙二醇基和表面活性剂等。
本次实验中，使用抗紫外线改性剂为基础，引入0.2％~2％的硅改性剂、2％~4％
的聚氨酯基硅烷、3％~4％的氨基型硅油以及3％~6％的乙二醇基和
表面活性剂，经过高温混合、调节pH值、分散剂添加等步骤，最后
得到有机硅改性水性聚酯。
三、结果
经过实验，有机硅改性水性聚酯具有良好的环保性，抗紫外线性能优异，耐磨、防潮、透气性能、抗霉变和耐污性能较高。
由测试结果可以看出，与传统的油性涂料相比，有机硅改性水性聚酯的耐久性、耐磨性和抗污染性都有显著提高，可以有效抑制室内二次污染，对建筑空间有很好的保护作用。
四、结论
有机硅改性水性聚酯具备了良好的环保性、抗紫外线性能、耐磨、防潮、透气性能、抗霉变和耐污性能，可以满足当前市场对环保、耐磨、防潮、透气性能、抗霉变和耐污性能方面的要求，也能够更好地
发挥环保的作用，为建筑涂料行业带来新的变化。
在制备有机硅改性水性聚酯过程中，以适当的改性剂、聚氨酯基硅烷、氨基型硅油、乙二醇基和表面活性剂为基础，经过高温混合、调节pH值、分散剂添加等步骤，可以得到有机硅改性水性聚酯，从而达到良好的涂料性能。
有机硅改性有机合成树脂的研究状况
有机硅改性有机合成树脂的研究状况杨玉玮1,2,张爱波2,李 明2(11西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安 710049;21西北工业大学理学院应用化学系,西安 710072) 摘要:有机硅聚合物具有优异的耐候性、耐玷污性和耐高低温性,高度的疏水性,良好的透气性等被广泛应用。
各种有机合成树脂有各自的优点和缺点,它们的缺点正好是有机硅聚合物的优点。
将有机硅引入有机合成树脂,利用有机硅优点改进有机合成树脂的不足,使有机硅和有机合成树脂的性能更加完善,这对有机硅和有机合成树脂工业发展具有重大的意义。
因此有机硅改性有机树脂是近年来研究的热点。
本文简单综述了几种有机硅化学改性有机合成树脂的性能特点、制备方法及研究发展状况。
关键词:有机硅;有机合成树脂;化学改性有机硅结构中含有Si—O键,其键能高达425k JΠm ol,远远大于C—C键能(345k JΠm ol)和C—O键能(351k JΠm ol),并且硅与其它原子形成双键的可能也难以发生。
这就导致了有机硅化合物具有耐高温、耐候和抗氧化等优越性能[1];硅原子在化合物中处于四面体中心,根据四面体结构,两个甲基垂直于硅与两相邻氧原子连接的平面上,此外,Si—C键键长较长,以致两个非极性的甲基上的三个氢就像撑开的伞,使它具有很好的疏水性;甲基上的三个氢原子因甲基的旋转占有较大空间,增加了相邻硅氧烷分子之间的距离。
根据分子间作用力原理,范德华力与分子间距离的六次方成反比,故硅氧烷分子间作用力比碳氢化合物要弱得多,从而它的表面张力比相近摩尔质量的碳氢化合物小,导致硅氧烷在界面上易展布,硅氧烷能降低体系的表面张力(约25mN/m),能促进溶液经气孔渗透而进入表皮内部,从而极大地增大了聚合体系的渗透率,具有良好的透气性;有机聚硅氧烷是由无机硅氧链和有机碳氢链两部分组成;加上相对较大的Si—O—Si键角(145°)以及低的弯曲力,这些特点大大促进了有机硅链的流动性,降低其玻璃化温度[2]。
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有机硅改性聚酯树脂的研究进展王旭波,赵士贵*,杨欣欣,王 峰,东 青(山东大学材料科学与工程学院,济南250061)摘要:综述了近年来国内外有机硅改性聚酯树脂的研究进展。
介绍了物理共混法和化学共聚法制备的有机硅改性聚酯树脂的特点、应用情况。
展望了有机硅改性聚酯树脂的发展前景。
关键词:有机硅,聚酯树脂,改性中图分类号:T Q264 1+7 文献标识码:A文章编号:1009-4369(2006)05-0264-04收稿日期:2006-03-20。
作者简介:王旭波(1981 ),男,硕士生,主要从事有机硅产品和工艺的研究。
*联系人:E-mail:w angxubo@mail sdu edu cn 。
有机硅是分子主链中含硅元素的有机高分子合成材料,主要分为硅橡胶、硅油、硅树脂及硅烷偶联剂4大类产品。
目前,有机硅应用于涂料等工业的产品多为硅树脂,它以Si O Si 为主链,与硅原子相连的是各种有机基团。
这一类化合物是属于半无机、半有机结构的高分子化合物,兼具无机材料与有机材料的性能,其介电性能在较大的温度、湿度、频率范围内保持稳定,还具有优良的耐氧化、耐化学品、电绝缘、耐辐射、耐候、憎水、阻燃、耐盐雾、防霉菌等特性[1];广泛用于电子电气、轻工纺织、建筑、医疗等行业。
但硅树脂固化温度较高(250~300 )、固化时间较长,漆膜的机械性能、附着力和耐有机溶剂性能较差。
在现代工业中,聚酯树脂是制造聚酯纤维、涂料、薄膜以及工程塑料的原料,通常由二元酸和二元醇经酯化和缩聚反应制得。
这类聚合物的一个共同特点是其大分子的各个链节间都是以酯基相连,通称为聚酯[2]。
聚酯具有光亮、丰满、硬度高、物理机械性能良好以及耐化学腐蚀性能较好等优点;但存在耐水性差、施工性能不好等缺陷。
用有机硅对聚酯树脂进行改性,使两种聚合物材料的优势得到互补,可以大大提高树脂的性能,扩展其使用范围[3]。
近几年来,有机硅改性聚酯树脂在国外的研究较多,但在国内的研究却较少,发展十分缓慢。
1 改性方法目前,制备有机硅改性聚酯树脂的方法主要有物理共混法和化学共聚法两种。
一般而言,化学改性树脂的性能优于物理改性树脂。
1 1 物理共混法物理共混法是将聚酯树脂与硅树脂通过物理方法混合起来的方法。
物理共混法又可分为简单共混法和添加第三相共混法两种。
简单共混法就是将聚酯树脂和硅树脂直接混合,以提高聚酯树脂的耐热性和耐候性等;但由于硅树脂与聚酯树脂的相容性较差,会导致硅树脂溢出,在表面富集而发生微相分离,影响改性树脂的硬度、稳定性及机械性能。
为了解决硅树脂与聚酯树脂相容性差的问题,可以添加第三相[4]。
即在硅树脂和聚酯树脂混合体系中,增加第三种化合物,如硅烷偶联剂等。
由于硅烷偶联剂与硅树脂和聚酯树脂的溶度参数接近,所以可作为中间相把二者结合起来,从而增大二者的相容性,增强共混体系的稳定性。
C A Fustin 等人用含端乙烯基的硅氧烷预聚物与聚对苯二甲酸丁二醇酯在熔融状态下共混,发现两者在高温下具有良好的相容性,在催化剂存在下能够共聚,形成有机硅/聚酯热塑性弹性体[5]。
日本信越化学工业公司已开发出耐综述专论有机硅材料,2006,20(5):264~267SI LICON E M AT ER IAL热性优良的有机硅/聚酯共聚物 KR-5230、5234、5235。
该系列产品是在有效利用各自特性的基础上,将硅树酯与聚酯树脂混合而成的。
其中KR-5230对各种基材(铝等)的粘接性优良;KR-5234的低温固化性、耐热性极好;KR -5235的主要特性是脱模性好[6]。
1 2 化学共聚法化学共聚法主要是通过缩聚反应在聚有机硅氧烷主链的末端或侧链连接上聚酯树脂,形成嵌段、接枝或互穿网络共聚物,借助化学键使这两种极性相差较大的聚合物结合在一起的方法。
该法可改善两相间的相容性,抑制聚硅氧烷分子向表面迁移,使硅树脂和聚酯树脂在微观上达到均匀分散。
根据原料类型,化学共聚法又可分为单体共聚改性法和大分子共聚改性法两种。
1 2 1 单体共聚改性法单体共聚改性法是将有机硅中间体先与多元醇反应,再与多元酸反应,制成有机硅改性聚酯树脂的方法。
杨军等人以低摩尔质量的羟基硅油部分替代二元醇,采用缩聚反应制成了有机硅改性聚酯。
有机硅改性聚酯的合成原理如下:结果发现,有机硅改性聚酯中聚酯链段的摩尔质量大于未引入羟基硅油时聚酯的摩尔质量;而且,随着羟基硅油用量的增加,聚酯链段的摩尔质量相应增大。
这是由于在羟基硅油的存在下,不仅发生了羧基和羟基的缩聚反应,部分羟基之间也发生了缩聚,所以聚酯链段的摩尔质量才会增大。
有机硅改性聚酯中有机硅的含量随着羟基硅油用量的提高而增加,在羟基硅油摩尔分数为6 7%时达到极限。
采用此方法制备的有机硅改性聚酯表面能低,可用作低表面能添加剂或表面活性剂[7]。
H J Liu等人以低摩尔质量的、含端羟基的硅树脂与聚乙二醇、马来酸酐、富马酸在一定温度下熔融共缩聚,制备了一系列有机硅改性聚酯树脂,并发现此种共聚物具有良好的表面活性,可用作工业表面活性剂[8]。
1 2 2 大分子共聚改性法大分子共聚改性法就是由含SiOH或SiOR 的硅氧烷中间体出发,与预先制成的含C OH 基的聚酯树脂进行缩合反应,制成有机硅改性聚酯树脂的方法。
L H Lin等人先制备了含端羟基的聚酯树脂,再与含端羟基的聚二甲基硅氧烷在催化剂存在下脱水缩聚,也制备了一系列工业用表面活性剂,产物具有良好的亲水性[9]。
徐震宇等人分别采用单体共聚改性和大分子共聚改性两种工艺路线合成了有机硅改性聚酯树脂。
结果发现,采用单体共聚改性工艺路线更有利于硅树脂和聚酯树脂间的反应,形成较多的硅嵌段共聚物,其分子中硅组分链段含量相对较少,与体系的相容性较好,对降低聚酯的玻璃化温度、熔融粘度更有效;采用大分子共聚改性工艺路线时硅树脂容易自聚,自聚后的硅树脂再接枝到聚酯树脂上,使改性后的聚酯摩尔质量变得很大,从而影响共聚物中硅链段的含量[10]。
由烷氧基硅树脂及含羟基的聚酯出发,在酸催化下,采取一步法连续工艺,可制得固化温度低、耐热性及机械性能好的有机硅改性聚酯树脂[11]。
常州市嘉诺有机硅有限公司生产的有机硅改第5期王旭波等.有机硅改性聚酯树脂的研究进展 265性聚酯树脂FJN-9804是由苯基氯硅烷、甲基氯硅烷及特种有机硅单体与聚酯树脂缩聚、再用二甲苯调配而成,具有优异的耐热、耐候、耐油、耐溶剂性,绝缘性能,作为涂料可长期在250~-50 下使用,且具有低温固化特性[12]。
2 应用开发由于制备方法的多样性和结构的特殊性,使有机硅改性聚酯树脂具有极大的应用价值,尤其是在涂料行业[13]。
它可用于生产耐高温涂料、粉末涂料、H级绝缘漆、电器元器件用封口、浸渍玻璃布、玻璃管、漆包线、金属板卷材涂料等。
近年来的研究成果主要有:上海振华造漆厂开发的有机硅改性聚酯卷材涂料除具有聚酯卷材涂料的优良性能外,在户外耐候性、保光性、保色性等方面也有很大提高,人工老化试验从1000h提高到2000h,T型弯曲性能也进一步提高,已用于我国最大彩板厂的彩涂机组[14]。
涂料工业研究设计院以聚酯/有机硅树脂为基料、脂肪族异氰酸酯为固化剂制成可常温固化的涂料,主要用于大型民用客机及汽车的涂装[15]。
美国道康宁公司以环氧氨烷基硅烷和钛蝥合物为交联催化剂,将对苯二甲酸二甲酯-三羟甲基丙烷-新戊二醇共聚物、低摩尔质量聚甲基苯基硅氧烷(硅羟基质量分数7%)、醋酸溶纤剂和酯交换催化剂的混合物在150 加热4h,得到聚酯/有机硅的共聚物。
该共聚物涂层的耐磨性能良好,在酮介质中、在595g负荷下的往复摩擦实验值为200,轴弯曲值为6mm[16]。
以聚酯/硅氧烷共聚物为基料的涂料已成功用于机械零件表面的保护或涂装,该涂料在150 下固化后可形成坚硬的耐磨涂层[17]。
进入21世纪,随着人们环保意识的加强,各国相继出台了限制挥发性有机化合物(VOC)使用的法规;再加上世界石油危机,使粉末涂料因不用溶剂、无污染、节省能源和资源、减轻劳动强度和涂膜机械强度高等优点而进入高速发展阶段。
粉末涂料是一种100%的固体涂料,主要用于汽车、外墙、道路护栏等的涂装。
由于长期暴露于户外,因此对涂料的耐候性要求较高。
用有机硅改性聚酯制成的粉末涂料正好满足这一要求,因此得到了广泛应用。
近年来的研究成果主要有:Glidden公司利用含硅羟基的有机硅中间体与二元醇反应,制得羟基封端、分子链内含聚硅氧烷链段的二元醇;然后再与二元酸等进行反应,制得有机硅改性聚酯树脂。
用其制得的有机硅改性聚酯粉末涂料,以异佛尔酮二异氰酸酯固化后,具有很好的抗冲击性及良好的粘附性和柔性[18]。
Korea Chemical公司也采用类似的方法制得了有机硅改性聚酯粉末涂料,其涂膜的耐热性亦有所提高,且表面形态很好[19]。
大日本涂料株式会社发现,用20%~40%的带硅羟基的环状有机硅中间体与二醇和二酸等反应,制成有机硅改性聚酯;再用有机胺类固化剂固化后,具有良好的耐候性和耐污染性[20]。
3 结束语从目前的发展趋势看,有机硅改性聚酯树脂将向以下几个方面发展:一是进一步提高有机硅改性聚酯树脂的制备技术和应用水平;二是开发成本更低、反应活性更高、性能更优的有机硅树脂中间体,这将大大提高有机硅改性聚酯树脂的应用价值;三是开发更多的环保型高性能有机硅改性聚酯树脂。
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