有机硅涂层的研究进展

王艺峰，刘建国，蔡俊等.氟硅防污闪涂料的 研制[J].化学建材，2007,24(1):7-9
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5.绝缘防污闪涂层
• 张超灿研究发现低分子量氟硅氧烷的加入可以明 显提高硅橡胶涂层的憎水性，并且通过与适当的 阻燃剂复配使用可制备良好力学性能和阻燃性能 的硅橡胶涂料。
张超灿, 付晓. 含氟RTV防污闪涂层的制备 [J]. 有机硅材料. 2010, 24(3): 140-144.
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5.绝缘防污闪涂层
• 污闪事故：
• 户外布置的电气设备的绝缘表面在运行过程中会逐 渐受到气体粉尘和液体等物质的污染，当遇到雨雪 天气时，其中的部分积污溶解，引起输电线路绝缘 子绝缘性能下降，并在高电压作用下产生破坏性放 电，严重影响电力系统的安全稳定运行。 • 有机硅涂层材料具有良好的电绝缘性能、耐电弧 性能和憎水性能，而且还具有长效、耐候和免维护 等优点，因此成为大型输变电设备防污闪的首选涂 料。
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5.绝缘防污闪涂层
• 提高涂料防污闪能力的途径：
• 一是提高涂层的憎水性和憎水迁移性； • 二是加入氢氧化铝或氢氧化镁等功能性填料改善 涂层本身的耐电蚀性。
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5.绝缘防污闪涂层
• 王艺峰等人合成了一种含氟丙烯酸酯树脂，以其 与室温固化硅橡胶组成成膜物，辅以各种助剂及 填料，制备得到氟硅防污闪涂料，表现出良好的 电绝缘性能和憎水性。
＜225℃
适用颜料
二氧化钛、云 母粉
＜525℃
＜650℃
＜250℃
＜350℃
氧化铁黑
铝粉、锌粉和 不锈钢粉
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3.有机硅耐高温涂层
• 化工部常州涂料化工研究院研制一种白色耐高温 防腐蚀涂料，既可加热固化，也可与固化剂配合 制成常温固化涂料。该产品能在250℃条件下长 期使用，漆膜附着力好、硬度高，高温下耐风沙 冲刷性好，能耐航空润滑油、液压油、燃油等特 种介质，能保护钢结构和铝合金在上述严酷条件 下不被腐蚀破坏。
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5.绝缘防污闪涂层
• 曾凡辉等采用钛酸酯偶联剂对氢氧化铝进行表面 改性，制得了电气绝缘性能优异的硅橡胶防污闪 涂料。表面处理显著提高了氢氧化铝与硅橡胶的 相容性，从而改善涂料的耐电弧性能。
曾凡辉, 姜其斌, 陈宪宏. 氢氧化铝的表面改性 及其在硅橡胶涂料中的应用[J]. 涂料工业. 2007, 37(2):39-41.
白色耐高温防腐蚀涂料研制成功[J]. 表面工 程资讯. 2010, 10(6): 21-21.
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3.有机硅耐高温涂层
• 王正顺等采用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷和 苯基三氯硅烷合成有机硅树脂，添加云母粉、硅 酸铝、钛白粉和磷酸锌等作为填料，制备了有机 硅耐热涂料，这种耐高温涂料可耐400～500℃高 温，表现出良好的耐高温、隔热保温性能。
王正顺, 陈克复, 孙京丹, 刘犇. 耐高温隔 热保温有机硅涂料研究[J]. 中华纸业. 2010, (6):38-41.
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4.有机硅耐腐蚀涂层
• 环氧树脂改性有机硅树脂不仅能提高有机硅涂层 的附着力和防腐能力，还能增强环氧树脂韧性、 耐高温性和耐候性，使涂层在较高温度下具备良 好的物理机械性能。 • 环氧改性有机硅树脂与耐高温颜料配合使用，使 涂料能在350℃的高温环境下，既能保持适当的 物理机械性能又能具有良好的防腐蚀性能。
• 有机硅防水防污涂层具有低表面张力、光滑表面 和优异的耐候性、耐久性等特点而广泛应用于建 筑、建材等领域。 • 另外这种防污涂层表面能低，海洋生物难以附着 或附着不牢固，通过流动的水或较小的机械力就 可以除去污损生物， 在海洋防污材料中应用广泛。
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2.有机硅防水防污涂层
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4.有机硅耐腐蚀涂层
• 喻兰英等以环氧改性有机硅树脂作为基料，并配 合适当用量的磷酸锌和氧化铬，所制得的涂层具 有较好的耐高温防腐蚀性能。 • 黄顺道研究发现通过引入磷酸酯基团和氟聚合物 可以有效提高环氧改性有机硅树脂的耐高温性能、 防腐蚀性能。
喻兰英, 李新跃, 罗宏, 陈飞英. 环氧改性有机硅耐 高温防腐涂料的研制[J]. 电镀与涂饰. 2010, 29(2):59-62. 发明专利申请公开说明书, CN101486875
有机硅耐磨增硬涂层
有机硅防水防污涂层
有机硅耐高温涂层
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有机硅耐腐蚀涂层
绝缘防污闪涂层
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1.有机硅耐磨增硬涂层
• 有机硅增硬涂层由RSi(OR′)3（R为Me、Ph；R′ 为Me、Et）在微量盐酸催化下水解缩合得到的硅 树脂预聚物，涂于基材后再进一步加热固化即成 坚硬耐磨的透明涂层 。
耐高低温 耐候 疏水 优异电性能
键能高， 耐热性能 好，键长 较长，键 角大柔顺 性好
分子结构中 不含双键， 不易被紫外 线和臭氧分 解
分子结构 中朝外排 列的有机 基团屏蔽 了Si-O结 构，降低 表面能
电阻率高， 在一定温 度和频率 范围内稳 定
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应用领域
1
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王生杰, 范晓东. 新型有机硅自洁防污机理 的研究[J].涂料工业,2004, 34(7):8-11.
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2.有机硅防水防污涂层
• 范晓东等采用具有优异流动性和渗透性的高度支 化有机硅聚合物制备了有机硅防污剂。 • 该防污剂可渗透到陶瓷、大理石等基材的表面缺 陷内，与基材表面的活性基团反应形成致密的防 污层，表现出优异的防污性。
单体品种 添加增硬成分 硅烷偶联剂 性能各异的增硬耐磨 涂层
聚碳酸酯、有机玻璃、丙烯酸树脂 等透明塑料制品
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1.有机硅耐磨增硬涂层
• 高长有等采用正硅酸乙酯和γ-环氧丙氧基三甲氧基 硅烷制备了高硬度耐磨有机硅涂层，并涂覆于JD 树脂(苯乙烯-双酚A-双甲基丙烯酸酯的共聚物)表面， 其硬度可达5~6H，并且与基材还表现出了良好的 粘接性。 • 聂昌吉以甲基三乙氧基硅烷(MTES)为主要原料， 在酸催化下水解缩聚，制备了甲基硅树脂-乙醇溶 液，固化后形成高度交联的有机硅树脂，涂膜坚硬、 透明且耐磨性优良。
彭瑞迈, 陈长春.含二氧化钛的有机硅耐磨透明涂料的制备及性能 研究[J].涂料工业. 2010, 8(1):36-38. 何涛, 高长有.双组分有机硅涂料及其对有机玻璃表面的增强作用 [J].有机硅材料. 2006,11 (6):288-291.
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2.有机硅防水防污涂层
• 王生杰以特殊工艺制备了甲基硅树脂为主体树脂 的有机硅防污涂层。 • 优点：该涂层能够与基材形成牢固的化学键，具有良好
的自洁防污效果和耐擦洗性。
• 机理：
• 有机硅防污涂覆层降低了基材的表面能，污染物难以附着， 因而表现出良好的自洁性； • 硅树脂低聚物在基材的气孔等表面缺陷内形成憎水交联网 络，阻止污染物侵入基材内部，从而实现防污功能。
发明专利申请公开说明书. CN101020750.
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2.有机硅防水防污涂层
• Eric D等采用溶胶-凝胶法制备了氟代聚硅氧烷为 基料的超疏水性的涂层材料，表现出优异的防水 性能。
美国专利. US7485343.
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2.有机硅防水防污涂层
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4.有机硅耐腐蚀涂层
• 张军科等采用乙氧基封端的有机硅低聚物对环氧 树脂进行改性，用酚醛树脂作体系的交联剂，制 备了一种兼有有机硅、环氧和酚醛树脂优点的可 耐500℃以上的耐高温、防腐蚀涂料。
张军科, 徐勃. 耐热环氧/有机硅/酚醛树脂涂料的研制 [J]. 化工中间体. 2008, 21(5). 13-15.
高常有, 杨柏, 沈家骢. 有机硅耐磨涂层的制备及性 能研究[J]. 功能材料. 1994, (4):313-316. 聂昌吉, 耐磨、透明有机硅研究动向[J]. 有机硅材 料及应用.1996, 19(6):1-4.
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1.有机硅耐磨增硬涂层
• 彭瑞迈等人制备了含二氧化钛（TiO2）的高硬度 透明有机硅涂层，在可见光范围内的透过率均在 90％以上，铅笔硬度达到6H，同时还具有较好的 耐热性和粘接性。 • 何涛等人以正硅酸乙酯和甲基三甲氧基硅烷为主 要原料，并用适量的硅烷偶联剂制备了有机硅增 硬涂层，在80℃下固化3h，其铅笔硬度可达6H， 并可明显提高有机玻璃镜片表面的耐擦伤性能。
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百度文库
• 大连工业大学徐德增等人运用冷拼法制备了氟硅 树脂并配制了氟硅防污涂料，涂在碳钢板上在实 海挂板考察，发现氟硅防污涂层的接触角随时间 的变化而变小，防污效果优于氟碳防污涂料和有 机硅防污涂料。
张祖文, 徐德增, 由继业. 有机硅改性氟碳防污 涂料表面接触角和防污效果的研究[J]. 中国涂料. 2010 (8), 21-23
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3.有机硅耐高温涂层
有机硅树脂最突出的性能是优异的热氧化稳定 性，以Si-O-Si为骨架的涂层可以在200—250℃ 下长期使用而不分解或变色。
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3.有机硅耐高温涂层
短期暴露温度 （＜1000h）
＜350℃
长期暴露温度 （＞1000h）
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5.绝缘防污闪涂层
• 董中强等人的研究表明，氢氧化铝和十溴联苯醚 的添加能明显提高硅橡胶的电绝缘性能和阻燃性 能，可以用于防污闪硅橡胶涂料的开发。 • 陈浩等人发现在线路导线涂上硅橡胶涂料具有明 显的减轻或防止覆冰的良好效果。
董中强, 张良均, 郑志强, 叶春勇. 复合阻燃材料和 纳米气相二氧化硅对长效防污闪涂料性能的影响[J]. 绝 缘材料. 2009, 42(1):59-62 陈浩, 石和平, 杨爱民. RTV防污闪涂料在导线防 覆冰中的应用[J]. 河南电力. 2006, 34(3): 31-31.
有机硅涂层的研究进展
中蓝晨光化工研究院有限公司
张叶琴
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有机硅涂层
• 有机硅涂层是以有机硅聚合物或有机硅改性聚合物 为主要成膜物质，可涂覆于有机材料、织物、玻璃 和金属等材料表面，并在催化或加热条件进行交联 反应的一种高性能涂料。
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有机硅材料的特性
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结语
需要进一步开展的工作：
一是固化手段的改进和成膜过程的机理研究； 二是在有机硅分子结构中引入氨基、环氧基和烯丙基等 官能团来改善有机硅的物理性能和化学反应活性； 三是选择采用环型、梯型、笼型和超支化等非线性结构 的有机硅材料，进一步优化材料性能。
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