聚硅氧烷(Silicone)即有机硅聚合物树脂,简称有机硅,产品有硅树脂、硅橡
胶和硅油。有机硅涂料具有优良的耐热性、电绝缘性、耐高低温性、耐电晕,耐潮湿
和耐水性;对臭氧、紫外线和大气的稳定性良好,对一般化学品的耐腐蚀性也较
好。
耐热和电绝缘性是有机硅涂料最突出的性能,也是超过许多涂料的优点,其耐候
性仅次于氟树脂涂料。但有机硅树脂涂料有不少缺点:成膜性能较差,包括固化温度
高(150200℃)牞固化时间长,大面积施工不方便,且涂膜对底层附着力差。其次
是涂膜耐溶剂性差,温度较高时漆膜机械强度不好,一般用有机硅改性树脂。用氟化
改性主要是增加有机硅树脂的耐溶剂性,斥油性(抗粘性)和降低表面能。有机硅树
脂的临界表面张力低于其他树脂,但高于氟树脂,所以其抗粘性比氟树脂差。对氟树
脂而言,引入Si-O键,可提高其耐热性。
氟化改性有机硅的技术途径
硅烷单体与氟烯烃等单体共聚合
采用乙烯基硅烷单体、氟烯烃、乙烯基醚共聚,所得产品用二丁基二月桂酸锡催
化固化成膜,涂膜耐候性、耐药品性、耐溶剂性、疏水性、耐热性、低摩擦性、透明
性、附着力等性能优良。
宁夏大学报道了用乙烯基三乙氧基硅烷和甲基丙烯酸氟烷基酯、MMA、BA、丙烯
酸等在过硫酸铵引发下乳液聚合制成氟硅聚合物乳液。乳液通过Ca2+稳定性的测
定,对样品涂膜测定了吸水率、交联度、对水的接触角及IR的分析证实,氟硅改性丙
烯酸乳液既有优异的增水性,又保持很好的附着力。预期可用作防污性好的外墙涂
料。
固化交联改性和共混改性
由三氟氯乙烯(CTFE)和烷基乙烯基醚共聚合可制得比较规整的交替结构的聚合
物,因而可得到优异的耐候性,如采用丙烯酸酯与CTFE共聚,得不到规整交替的共聚
物,会明显降低FEVE的耐候性。如果采用硅氧烷交联剂代替聚氨酯交联剂,涂膜中引
入-Si-O-键,使涂膜耐候性优于多异氰酸酯交联的氟树脂涂膜。这是硅氧烷交联
剂弥补了因使用丙烯酸酯带来的负面影响。由于在合成FEVE树脂中使用丙烯酸酯代替
烷基乙烯基醚,不仅降低了成本,而且由于丙烯酸酯单体品种众多,扩大了共单体的
选择空间,易于获得更全面的涂膜性能。
有机硅树脂的抗粘性不及氟树脂,将PTFE微粉加入有机硅树脂中,在280~300℃
/15~20min下熔融流平成膜,明显提高防粘性。
氟化聚硅氧烷
氟化聚硅氧烷(Fluorosilicone)也可称为氟化有机硅树脂,是指聚合物中含F
-C键、Si-O键和Si-C键,而不含Si-F键。因为Si-F键十分活泼,只存在于一些
中间体。氟化的碳基团不直接连在硅原子上,中间必须有‘烃桥基‘或间隔基团。
氟化聚硅氧烷可以单独配制涂料,可以引入羟基,用多异氰酸酯或氨基树脂固化
剂交联固化。为调节性价比,氟化硅氧烷单体可以和其他的硅氧烷单体,如二甲基硅
氧烷(DMS)共聚合,可以达到引入F-C不多而却具有相当好的热稳定性、耐溶剂性
和表面性能。
氟化聚硅氧烷涂料的应用
目前,氟化聚硅氧烷涂料的在上世纪五六十年代国外就开始应用推广,目前主要
是在特种涂料领域里得到大量应用。我国氟化聚硅氧烷涂料也开始在重防腐领域里开
始推广应用。
虽然氟化聚硅氧的热稳定性不及聚硅氧烷,但表面能明显降低,耐溶剂性显著提
高,在涂料新品种中获得重要应用。用于海洋舰船的防污涂料,性能优于有机硅的自
抛光涂料,为开发无毒剂的船底防污涂料提供了新的途径。在沙漠地带的太阳能装置
的防护涂料,发挥其表面低、有自洁作用的优势。由于低磨擦性,用作磁记录介质的
润滑和防护涂料,及一些光学仪器、设备,如摄像机和照相机的透镜的保护涂层。
其主要的涂料应用是氟化硅氧烷和聚二甲基硅氧烷(PDMS)共聚物的防粘涂料
(剥离涂料)。用于PDMS为基础的压敏黏结剂的防粘涂料,低表面能的性质帮助润湿
剥离的衬垫塑料纸表面,达到平滑、均匀的涂层,达到剥离的需要,特别是适用于以
PDMS为基础的硅酮压敏黏结剂的情况。
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