杏耀注册-登录网址有机硅是以—Si—O—无机键作为骨架、并与有机基团(如烷基或芳基)结合的有机硅氧烷聚合物。有机硅树脂成本高、固化温度高时间长以及机械性能较差的缺点限制了其单独的应用。为了充分发挥有机硅的优越性,同时限制其缺点,用有机硅对其他有机树脂进行改性是很好的解决方案。
水性醇酸树脂价廉易得,具有优异的外观、柔韧性和涂刷性,但是保光保色性、耐化学性差。另外,水性醇酸树脂的酯键易发生水解导致其耐水性差降低涂层的性能。因此,市场大部分应用的醇酸树脂为改性醇酸树脂。有机硅材料的接枝或者在主链中嵌入,可以很好地改善醇酸树脂的物化性能。早期改性主要为将有机硅树脂与刚反应合成的醇酸树脂于反应釜在高温下中混溶。简单的混合亦可大大提高醇酸树脂的室外耐候性、保光保色性。
当下采用比较多的改性方法则为制备有机硅低聚物与醇酸树脂上的活性羟基进行反应制备有机硅改性醇酸树脂,使得耐候性和耐水性大幅度提升。采用甲基三乙氧基硅烷对合成的水性醇酸树脂进行改性,所制备的改性醇酸树脂在保持了醇酸树脂的优异性能外,又具备了优良的耐水性、耐热性且安全无毒,满足了环境保护需要。
水性聚氨酯以水为分散介质,具有低毒、低污染、操作简单等优点,目前水性聚氨酯涂料已占据相当大的市场份额。水性聚氨酯涂膜虽然具有韧性好、耐磨与黏附力强等诸多优点,但是仍存在耐水性、耐热性、耐老化性以及机械性能差的缺点,这一定程度上限制了其应用。利用有机硅对水性聚氨酯进行改性使得两者优势交叉互补,以满足更广泛的应用需求。
(1)-PUD、PDMS-B-PUD)。研究发现,PDMS含量或者相对分子质量与改性水性聚氨酯乳液的黏度、粒径及涂膜耐水性呈正相关;当相对分子质量相近时PDMS-G-PUD较PDMS-B-PUD耐水性耐油性更好,具有更好的微相分离和PDMS表面富集,但光泽与机械性能较低。
(2)将合成的α,ω-双(3-甲氧基-2-羟丙氧基丙基)聚二甲基硅氧烷和α-N,N-二羟基乙胺丙基-丁基聚二甲基硅氧烷作为改性剂,以PPG、TDI、DMPA、BDO为原料,也制备了有机硅嵌段改性和接枝改性水性聚氨酯分散体。随着聚硅氧烷量的增加,嵌段改性和接枝改性水性聚氨酯膜吸水率大幅下降,从无改性的163.9%下降到5%改性的40.2%和17.3%,前者拉伸性能降低,后者则相反。
水性环氧树脂是以微粒或液滴的形式分散在水中而配得的稳定分散体系。水性环氧树脂的主要优点是强度高、对众多底材具有优良附着力、防腐性能优异,且价格低廉、安全性高,广泛应用于汽车涂装、建筑涂装、医疗器械等领域。国内外许多研究者使用有机硅树脂接枝来改善其耐热性、耐候性、柔韧性、抗冲击等不足,同时赋予环氧树脂高耐热性能。在合成9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)改性环氧树脂基础上,采用有机硅接枝到改性环氧树脂制得磷/硅改性环氧树脂。
氮气和空气氛围下的TGA结果表明其较高的残炭率。扫描电镜显示磷/硅改性环氧树脂完整的和连续的炭层,可以显着提高热性能。刘文艳等[28]环氧树脂与乙烯基三乙氧基硅烷等为原料进行接枝共聚,合成了有机硅改性环氧树脂水分散体。经动态光散射粒径仪、傅立叶红外、热重分析测试研究表明,有机硅的引入使得环氧水分散体的粒径分布由改性前的双峰变为单峰;另外有机硅的引入对固化涂膜的高温稳定性、耐水性、粘结性和物理性能等均有所提高。
有机硅改性丙烯酸树脂主要采用化学改性的方法,端羟基的丙烯酸乳液或分散体均可用多羟基有机硅低聚物以乳液聚合或溶液聚合的方式进行改性。研究表明,有机硅单体的选择、用量对制备高性能改性丙烯酸树脂至关重要。采用采用八甲基环四硅氧烷(D4)连接丙烯酸酯制备了有机硅改性丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液。
结果表明,D4的引入可以改善丙烯酸酯的性能。动态力学分析表明,共聚物的抗冻性能得到了有效提高。另外,以八甲基环四硅氧烷(D4)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料,采用乳液聚合法制备出核-壳型聚硅氧烷-丙烯酸酯复合树脂乳液。该乳液具有较高的转化率及较好的稳定性,将其与聚氯乙烯(PVC)树脂共混后,低温冲击强度提升2-3倍以上。还有,采用乙烯基三异丙氧基硅烷和延迟有机硅单体滴加方式,在PnB溶剂中自由基聚合,加入有机胺中和分散于水中制备了有机硅改性水性丙烯酸分散体。与异氰酸酯固化剂所配置的水性聚氨酯涂层,可有效改善涂膜耐热性、机械性能、耐老化性能及耐沾污性能。
有机硅树具有优异的耐高温、耐气候老化、憎水耐湿、高绝缘等优良性能,开发有机硅改性水性涂料可在广泛的应用领域带来创新的产品。
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