硅烷偶联剂在油墨与涂料行业中的典型应用

更新时间:2024-08-07 点击:111

a0ac82b2-45e4-438a-b5c2-b8ef1e82483d.jpg

 硅烷,无论是作为添加剂或单独涂层底漆,都会赋予涂料、油墨绝佳的性能


01


Why涂料和油墨中会用到硅烷?



硅烷由于其特殊的的结构组成,被成功用于黏结促进剂、表面处理剂。硅烷已经逐渐成为涂料、油墨系统中不可或缺的组份。无论是作为添加剂或单独涂层底漆,都会赋予涂料、油墨绝佳的性能。比如,

提高涂层的物理机械强度、附着力、耐久性、耐候性、耐擦洗性、耐划伤性和耐磨性、高颜料分散性等[

02


How to硅烷在涂料和油墨中发挥作用?


硅烷是能同时与极性物质和非极性物质产生结合力的化合物,其特点是分子中同时具有极性和非极性部分,如:氨基,环氧基,烷基及苯基等有机官能团,常与基体树脂中的有机官能团发生化学结

合;甲氧基,乙氧基等,这些基团易水解成硅醇而与无机物质(玻璃、硅石、金属、粘土等)表面的氧化物与羟基反应,生成稳定的硅氧键[5,6]。硅烷的两种不同反应性基团,在界面形成“无机相

硅烷偶联剂一有机相”的结合层,在高分子聚合物与底材之间形成“分子桥”,把二者牢固地粘附在一起。

例如,为改善有涂层的某些性能(如耐久性,耐候性,表面硬度等),或为降低涂料和油墨的成本,经常要加入无机填料。如果预先用硅烷偶联剂处理填料,使填料表面羟基先与硅烷反应。但不是所

有的填料采用硅烷偶联剂处理都有效,填料种类不同,效果上也有差别,有些甚至毫无效果哦。

03


What's硅烷在涂料和油墨具体应用?


硅烷在涂料和油墨中的常见应用主要为:多种树脂之间相互改性的增容剂;改善颜填料的润湿性和分散性;增加涂层与基材的附着力。具体应用如下


  • 硅烷底漆

硅烷用于改善或提高无机基材与有机涂层之间的粘接力。硅烷通过“分子桥”将涂料和基材以化学链的形式结合起来,可以提高涂层的粘接力、耐久性、耐候性、耐热冲击性、抗湿性、抗腐蚀性等。

  • 附着力促进剂

含有硅烷的涂料和油墨体系涂布后,硅烷会迁移到涂层与底材的界面,通过“分子桥”把二者牢固地粘附在一起。

  • 颜填料的表面改性

颜填料作为涂料和油墨的的重要组分,经硅烷表面改性后,其分散性和润湿性大幅提高,能够与基体树脂有效亲和并显著降低涂料的黏度。

  • 硅烷作为硬化剂

氨基硅烷可作为传统环氧树脂和聚氨基甲酸(乙)酯的硬化剂。除此,还有硅醇基之间的缩合反应。氨基硅烷可以改进涂层的强度和耐磨性。

  • 硅烷作为共聚单体

硅烷在溶剂型树脂合成中作为共聚单体,硅烷的Y基团团必须和单体反应,并通过Si-OH和基材粘合产生交联。在溶剂型涂料中作为交联促进剂以及附着力促进剂。

  • 硅烷偶应用于乳液合成和水性涂料

    虽然硅烷在水存在的情况下会产生水解,但这不是说就不能在水性系统中使用。氨基硅烷是非常好的粘结促进剂和硬化剂,它完全溶于水,在水溶液中很稳定,且和多种有机树脂相剂。

    比如,丙烯酸和苯乙烯单体跟硅烷共聚可合成硅烷基化的丙烯酸酯乳液,制成室温交联固化的丙烯酸酯涂料。固化后可以获得坚硬和高度交联的涂层。硅烷在该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。

04


How to硅烷在涂料和油墨中如何使用?


硅烷偶联剂使用分为表面预处理法和迁移法。

  • 表面预处理法 

将硅烷配成0.5~1% 浓度的稀溶液,使用时只需在清洁的基材上涂上薄薄的一层,干燥后即可涂布。所用溶剂多为水、醇、或水醇混合物,并以不含氟的水及乙醇、异丙醇为宜。

  • 迁移法


将硅烷直接加进到涂料和油墨组分中,推荐掺量为基体树脂的1~5%。涂布后依靠分子的扩散作用,硅烷分子迁移到粘接界面处产生偶联作用。对需要固化的涂层,涂布后需一段时间的养护,
以使偶联剂完成迁移过程,方能获得较好的效果。
【注意】硅烷偶联剂不是量越多越好,偶联剂在表面形成沉积层,但真正起作用的只是单分子层,因此,偶联剂用量不必过多。


05


How to选择适合的硅烷?


硅烷的两类性能互异的基团中,以Y基团最重要,它决定硅烷的应用效果[7,8]必须选择与基体树脂起反应得的Y基团才可以。一般要求Y基团能与树脂相溶并能起偶联反应,所以对于不同的树脂,必须选择含适当Y基团的硅烷偶联剂。

根据多年经验,总结涂料和油墨中常用的硅烷如下表:

硅烷

牌号

附着

热稳

定性

抗紫

外线

抗腐

耐化

学品

颜填料

分散性

氨基硅烷

KH-550

KH-540

KH-792

KH-1189

ü


ü

ü

环氧基硅烷

KH-560

ü
ü

ü

酰氧基硅烷

KH-570

ü
ü

ü

乙烯基硅烷

KH-171

KH-151

ü
ü


乙烯基烷氧基硅烷

KH-172

ü
ü


硅酸乙酯

TESO40


üüüü












返 回

服务热线

020-82089162

wechat

微信