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硅烷偶联剂在底漆中的的应用

文章来源:http://www.usicoating.com 发布时间:2019-09-04 浏览次数:9

  硅原子的共价键具有结合有机物和无机物独一无二的能力,硅氧内部与生俱来的稳定结构,使其成为高性能涂料底漆的重要组成部分。在底漆中运用硅烷偶联剂偶联剂可以提高其粘连性、保持其湿度、化学性、防紫外线和增强性;改进填料的分散性。

  烷氧基硅烷偶联剂可以与许多有机树脂相容。事实上,硅烷偶联剂是很强的极性溶剂,硅烷偶联剂的聚合作用又来影响聚合物的相容性和最终性质。在有机聚合物和无机物的表面(比如,颜料、填料和玻璃、金属表面),无机烷氧官能团以共价键的形式偶联的大量有机基。硅烷偶联剂的有机官能团只要找到与其匹配的有机聚合物就会产生绝佳的效果。
一、硅烷偶联剂作为附着力促进剂

  当涂料中含有少量硅烷偶联剂偶联溶剂,在其涂布后,硅烷偶联剂会迁移到涂料与底材的界面,与无机表面上的水分反应,水解生成硅醇基,进而与底材表面羟基形成氢键或缩合成—Si—M(M为无机表面),同时硅烷偶联剂各分子间的硅醇基又相互缩合、齐聚形成网状结构的膜覆盖在底材表面。

  即使在水浸条件下,硅烷偶联剂偶联剂改性的涂料在各种无机底材表面附着良好。在漆基与底材之间的交界层内,硅烷偶联剂与漆基相互作用,形成硅烷偶联剂与漆基相互渗透的网状结构,增强了其内聚力和耐水侵蚀的稳定性,并使应力藉以由模量的底材向低模量的漆基转移,从而显著提高对底材的附着力。

KH-792(硅烷偶联剂KH-792)丙烯酸、醇酸树脂、环氧树脂、聚酯、聚氨酯、乙烯基 底涂:用异丙醇稀释成10%的固体份;添加剂:0.5-3.0% 用于各种涂料体系对玻璃、铝材和钢材表面的附着力增进 

KH-570(硅烷偶联剂KH-570) 丙烯酸、醇酸树脂、环氧树脂、聚酯、聚氨酯、乙烯基、不饱和聚酯树脂 底涂:在酸性(PH-4.0)水中稀释到0.1%-0.5%;添加剂:0.5-3.0% 增进自由基交联的树脂对无机底材的附着力,如:聚酯树脂 

KH-560(硅烷偶联剂KH-560) 丙烯酸、醇酸树脂、环氧树脂、硝化纤维、酚醛、聚酯、聚氨酯、乙烯基 底涂:用异丙醇稀释成10%的固体份;添加剂:0.5-3.0% 用于各种涂料体系对玻璃、铝材和钢材表面的附着力增进 

A-171 A-151, A-172 丙烯酸、醇酸树脂、环氧树脂、聚酯、聚氨酯、乙烯基 用于丙烯酸涂料等各种涂料,以及颜料的表面处理
二、硅烷偶联剂作为硬化剂:

  氨基官能硅烷偶联剂可作为传统的环氧树脂和聚氨基甲酸(乙)酯(一般采用有机硅树脂)硬化剂。它们会有一种额外的作用,就是硅醇基互相反应,生成硅氧键(Si-O-Si),这种过程称之为缩合反应。这种硅烷偶联剂的交联结果,改进了涂层的强度和耐磨性,原因是由于稳定的Si-O-Si硅氧网络造成。

  硅烷偶联剂作为共聚单体 有机功能硅烷偶联剂应用于溶剂型树脂合成和溶剂型涂料。有机功能硅烷偶联剂在溶剂型树脂合成中作为共聚单体,在溶剂型涂料中作为交联促进剂以及附着力促进剂,可以达到以下效果: (1)耐侯性 (2)UV稳定性 (3)附着力促进 (4)耐化学品性 硅烷偶联剂的有机官能团Y必须和其它单体一起反应。通过硅醇官能团Si-OH和基材粘合,产生交联。
三、硅烷偶联剂应用于乳液合成和水性涂料

  随着社会的进步人们生活质量的提高,出于环保的要求,涂料越来越要求用水来作溶剂。虽然硅烷偶联剂在水存在的情况下会产生水解,但这不不是说就完全不能在水性系统中使用。

例如:KH-550氨基硅烷偶联剂是非常好的粘结促进剂和硬化剂,它完全溶于水,在水溶液中十分稳定,且和多种有机树脂相剂。

  有机功能硅烷偶联剂应用于丙烯酸乳液合成和水性涂料的优点: (1)提高耐水性和耐溶剂性;(2)提高耐擦洗性、耐划伤性和耐磨性; (3)提高耐久性和抗老化性能;(4)提高附着力和硬度。 将丙烯酸和苯乙烯单体跟硅烷偶联剂共聚可合成硅烷偶联剂基化的丙烯酸酯乳液,从而可以制成室温交联固化的丙烯酸酯涂料 (乙烯基三异丙氧基硅烷偶联剂硅烷偶联剂)是用于交联丙烯酸和乙烯基胶乳的乙烯基硅烷偶联剂单体。

  可用于OEM产品和建筑涂料。该硅烷偶联剂很容易共聚入丙烯酸和乙烯基胶乳的主链。使用含有推荐催化剂的配方在固化后可以获得坚硬和高度交联的涂层。该硅烷偶联剂的独特结构使它在水基体系具有很好的稳定性,在涂料凝聚前不会反应或交联。含有乙烯基三异丙氧基硅烷偶联剂硅烷偶联剂硅烷偶联剂的水基涂料配方在一年的老化之后仍保持稳定性和有效性。

  乳液合成的典型步骤: 该反应为高度放热型。典型的操作是在反应器中仅仅先聚合一少部分共聚单体预混合物,然后从一个缓冲罐中慢慢加入剩余的部分。 

  典型的步骤如下:1、向反应器中加入水,表面活性剂,缓聚剂。2、向反应器中加入5%-10%的共聚单体预混合物(不含硅烷偶联剂)。3、加热以上的混合物至制造商所掌握的最佳温度,典型的温度控制在约65℃-75℃。 4、 向反应器中加入所有的催化剂和引发剂。5、控制剩余共聚物单体预混合物向反应器中添加的速度,典型的时间范围为4-6小时。 6、 在共聚物单体预混合物尚余10%时,向缓冲罐另外加入硅烷偶联剂。把硅烷偶联剂和剩余的10%共聚物单体预混合物完全混合,并且继续按所控制的速度向反应器添加。 7、 加完共聚物单体预混合物之后,维持足够的时间以获得最大程度的聚合。 

  注意: 1、 实行延迟单体聚合以提高乳液的性能。 2、 如151、172、570的典型用量限在单体总重量的1%以下,更高加入量有缩短产品储存期的危险


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