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水漆,迎来水性硅树脂时代!

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水漆,迎来水性硅树脂时代!

发布日期:2020-05-13 作者: 点击:

水漆,迎来水性硅树脂时代!


在环保的大环境下,国内涂料的水性化正以前所未有的速度发展,涂料行业版图正在加速“水性化”。与溶剂型涂料相比,水性涂料能节省大量资源,消除安全隐患,改善施工人员的作业环境,降低空气污染,更利于人体健康。此外,水性涂料的性能也不比溶剂型涂料差,施工后的效果更天然、丰富,是“涂料”发展史上的一大亮点,也是当今涂料界当之无愧的宠儿。

随着水性聚氨酯、水性醇酸树脂、水性环氧、水性氟碳、水性有机硅等一系列树脂的出现极大地丰富了水性涂料的种类和性能,特别是无溶剂水性涂料的问世,解决了无溶剂情况下保证水性涂料功能的问题,即使在封闭环境下也可以安全施工。在众多涂料种类中,有机硅涂料因其特殊的性能,获得了广泛的关注。


有机硅树脂涂料概述


有机硅树脂涂料是以有机硅树脂或改性有机硅树脂为主要成膜物质,是一种元素有机涂料,简称有机硅涂料。元素有机涂料是由元素有机聚合物为主要成膜物质的涂料总称,包括有机硅、有机钛、有机氟、有机铝、有机锆涂料等。其中,有机硅树脂涂料产量最大。元素有机涂料是介于有机高分子和无机化合物之间的一种化合物,具有特殊的热稳定性、绝缘性,耐高温、耐化学品性、耐水、耐候性等特点,广泛地应用于国防工业、电器工业等行业。

有机硅一般是指具有-Si-O-Si-主键与有机基侧链的聚硅氧烷。聚硅氧烷因主链为-Si-O-Si-结构,具有无机物二氧化硅的安全可靠、无毒、无污染、无腐蚀、耐老化及使用寿命长等性能;又因侧链中含有机基团而具有高分子材料的柔韧性及易加工的特点。有机硅涂料是以有机硅聚合物或有机硅改性聚合物为主要成膜物质的涂料,具有优良的耐热耐寒、电绝缘、耐电晕、耐辐射、耐潮湿和憎水、耐候、耐沾污及耐化学腐蚀等特性。


无溶剂纯硅树脂乳液和水性硅树脂特种功能涂料


有机硅树脂具有优良的热氧化稳定性,耐候性,电绝缘性,憎水性以及耐腐蚀性,已被广泛用于耐高低温绝缘漆,特种涂料,胶黏剂,膜塑料等。但是,目前有机硅树脂耐高低温绝缘漆、有机硅防水涂料及特种涂料等主要采用芳烃、醇类等有机物作溶剂,会产生大量的VOC(挥发性有机化合物),对环境以及人体造成极大的危害,故硅树脂的水性化是目前的研究热点和发展趋势。

水性硅树脂是将硅树脂水性化,以水为分散介质的硅树脂乳液,目前应用广泛的集中于有机硅改性涂料,比如硅改性丙烯酸乳液、硅改性聚氨酯乳液、硅改性聚酯乳液等等,在传统高分子乳液中引入有机硅,可以增强其耐老化、防水、耐高低温、增硬等性能。通过在乳液聚合过程中,在高分子聚合物的分子结构中引入有机硅链节,常用的有机硅前驱体为硅烷偶联剂,比如硅烷偶联剂171,560,570等等,这些硅烷偶联剂均为三官能烷氧基结构,在水相体系中烷氧基水解成羟基,羟基进一步脱水缩合,形成交联结构,当交联程度过大时会影响乳液的稳定性,造成凝胶化,无法使用,所以对于硅烷偶联剂的用量是有一定的限制的,一般用量在1~10%,用量太小改性效果不明显,用量太大影响乳液的稳定性,用量的限制决定了硅改性的效果是有局限性的,甚至是不明显的。

再者,硅烷偶联剂在水相中发生水解反应,副产甲醇、乙醇等低分子醇类,属易燃有毒成分,对于水性涂料来说,其就是VOC,而VOC是水性涂料严格控制的指标,故硅烷偶联剂改性的水性涂料无法从根本上解决低VOC和零VOC的问题,终将使应用受到限制。

无溶剂纯硅树脂乳液的产业化正好解决了上面的问题,无溶剂纯硅树脂是将硅烷偶联剂预先水解缩合成固体硅树脂,该固体硅树脂中不含有烷氧基,避免了使用中醇类的释放,然后采用特殊的乳化工艺,将固体硅树脂均匀分散在水中,形成稳定的乳液。无溶剂纯硅树脂既避免了溶剂的引入也避免了副产溶剂的释放,从根本上做到了绿色环保,零VOC。

在应用方面,无溶剂纯硅树脂乳液可以与丙烯酸乳液、聚氨酯乳液、聚酯乳液、醇酸树脂乳液、氟碳乳液、蜡乳液等乳液以任意比例相溶,不需特殊生产工艺,只要分散均匀即可使用,不会造成凝胶、破乳,有机硅成分的无限引入可以最大限度地发挥有机硅的性能,既可配制硅改性涂料也可配制改性硅涂料,充分兼顾两者的性能。

无溶剂纯硅树脂乳液还可以直接作为清漆使用,对透明度要求高的场合可以直接使用,比如木器漆,在不遮盖基材表面形貌、纹路甚至不影响光泽的同时,具有比现有的丙烯酸乳液、聚氨酯乳液更高的硬度、耐水性、防玷污性,已成功应用于混凝土、石材、岩棉、粘土、木材、纸张、文物、金属等防水防护以及水包水(砂)、真石漆等外墙罩面。

无溶剂纯硅树脂乳液保留了溶剂型硅树脂的各项性能,同样可以配制特种功能涂料,比如有机硅耐热涂料、有机硅耐候涂料、有机硅绝缘涂料、有机硅弹性涂料、有机硅防水涂料等,对于环保要求越来越高的今天,水性特种功能涂料无疑具有了更加广阔的发展空间。

无溶剂纯硅树脂乳液即可做成室温固化,也可加热固化,既可做成双组份体系也可做成单组分体系,既可直接使用也可复配使用,从根本上做到了健康、环保、绿色、高效,是水性涂料的一次伟大革新,无溶剂纯硅树脂乳液助推了水性涂料的快速发展,可以毫不谦虚的说水漆迎来了水性硅树脂时代!


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