有機硅類添加劑
- 發(fā)表時間:2024-04-23
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有機硅類添加劑是在涂料中應用非常廣泛的一種添加劑。主要特點是降低了液體涂層的表面張力。由于這個非常特殊的屬性,被成功地用于克服表面缺陷,如流平、消泡,同時能增加手感、抗劃傷等性能。
有機硅油添加劑全部是聚合物,以二甲基硅氧為基本結(jié)構或不同的改性,如下圖:
聚硅氧烷的化學結(jié)構
通過改變主鏈的長度,可以構造出具有不同性質(zhì)和特色的產(chǎn)品:
x小于60,主要控制表面流動并阻止顏料由于運動性差異而導致的發(fā)花,粘度在1--50mPS 之間,此類產(chǎn)品具有揮發(fā)性,在漆膜蒸發(fā)后,可能會凝結(jié),然后污染其他材料或基材。
比如抗油劑NEO4835。x=60--100,粘度在50--100mPs,可做流平劑。例如201硅油。x--1200,粘度在60000mPs,與常見的涂料樹脂表現(xiàn)適當?shù)南嗳菪?不相容性平衡,可作為消泡劑,這類消泡劑用于重防腐體系,添加白碳黑可以增加效果。x大于1400,粘度大于100000mPs的產(chǎn)品非常不相容和不容,通常作為錘紋劑。
缺點:一般低分子量低聚二甲基硅氧烷可以作為流平劑使用,但相容性不好,重涂性不好,易產(chǎn)生縮孔。
聚醚改性:
通過聚醚在側(cè)鏈反應生成不同性能,聚醚的數(shù)量和類型可以影響相容性和滑度,比如二甲基和聚醚改性基團之間比例(x/y)來控制相容性程度,另比如二甲基基團含量多,表面張力低。
聚醚鏈本身結(jié)構是非常重要的因素,聚醚鏈有環(huán)氧乙烷(EO)和環(huán)氧丙烷(PO)組成,環(huán)氧乙烷具有親水性(高極性),環(huán)氧丙烷具有疏水性(非極性)。通過改變EO與PO的比例,可以控制或改變有機硅添加劑的整體極性。EO的含量高,極性和水溶性就高,和高極性涂料相容性好,穩(wěn)泡性就強;PO含量高,穩(wěn)泡性低和在水中溶解度小。
提高的x值:代表二甲基硅含量較高和硅氧烷鏈段較長,具有較好手感和防縮孔能力,
提高x、y、n,降低m值:代表硅含量和環(huán)氧丙烷含量都較大,具有良好的消泡能力,
提高y, 降低x的數(shù)值:代表硅含量降低,相容性提高,不容易產(chǎn)生縮孔,
提高m、y的數(shù)值:代表親水鏈段環(huán)氧乙烷含量較大,具有一定的水溶性。
缺點:聚醚改性聚硅氧烷耐熱達到150℃,但在持續(xù)高溫下,聚醚鏈會斷鏈分解,產(chǎn)生不溶的聚硅氧烷,影響重涂,產(chǎn)生凹坑。
比如流平劑:NEO4033、4006、4100、4648。
聚酯或芳烷基改性:
耐溫可達到220℃。
比如:NEO4606,4609(芳烷基改性)。
反應性活性單體改性:
有機硅添加劑通常是非反應性的,不參與樹脂交聯(lián)反應。
通過具有含末端反應基團的單體改性,可以使助劑與基料樹脂反應,從而能長久停留在漆膜表面,可以提高助劑效果的持久性。但需要注意,這類助劑因為在漆膜表面不再具有遷移性,無法重涂。
長鏈烷基改性硅油:
長鏈烷基改性硅油用作消泡劑,不會像二甲基硅油影響重涂性、粘接性、印刷性。
R是C12烷基,表面張力32.5mN/m。
氟碳改性有機硅:
用表面張力更低的氟碳鏈段改性,使消泡劑更容易在泡膜上展布,能達到更快和更好的消泡效果。
引入的氟碳鏈越長,消泡效果越好。氟碳鏈段在低極性溶劑中溶解度差,在低極性體系中容易縮孔,通常需要加入酮類溶劑以增強消泡劑在體系中的溶解性。
比如:NEO-5608、5606D。
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