甲基/苯基硅树脂是一种众所周知的技术，具有优良的防腐蚀性能和高达650°C的耐热性。目前，这些涂料需要在高温下固化，这限制了它们在大型物体上的应用，使其适用范围缩小到较小的部件，如排气消声器、烟囱和烤箱组件和小型工业炉。新一代甲基烷氧基硅树脂已开发，在环境条件下固化，同时在永久高温下保持防腐。高含量的烷氧基官能团，结合特定的无锡和无重金属催化剂，允许水解-缩合反应，因此在环境温度下交联系统。这些新型低voc树脂代表了一种新技术，可应用于大型工业结构，如热交换器、精馏塔或工业容器，大多数情况下不中断操作。本文还回顾了在制定这些涂料体系时应注意的一些具体问题，如固化条件和使用方法。给出了性能应用数据。

简介

硅树脂的一个共同特征是，由于其无机特性，它们能够在暴露在高温下的基材上提供耐热性。根据所含有机改性的类型和数量，它们可以抵抗高达650°C的温度。

硅树脂用甲基和/或苯基进行改性。由于它们的无机特性和低有机改性，它们对暴露在250°C以上温度下的金属结构(如排气消声器、烟囱或工业炉)提供永久性抗氧化能力。

如今，市面上有不同等级的甲基/苯基改性硅树脂可选，通常在250°C下固化30分钟。这种固化类型限制了它们在大型结构上的应用，如热交换器、精馏塔或工业容器。

由于上述限制，新一代甲基/苯基硅树脂被开发出来，在环境条件下固化。它们含有含量较高的烷氧基官能团和低聚物特征。得到的涂层将通过水解-冷凝机制固化。

环境固化甲基/苯基硅树脂的化学

硅酮是有机硅化合物，称为聚有机硅氧烷。该产品组可以简单定义如下:

• 它们是聚合物;
• 硅直接与碳成键;
• 至少有一个氧原子连接到硅上。

硅酮在无机化合物和有机化合物之间，特别是在硅酸盐和有机聚合物之间的混合位置。硅氧烷连接(Si-O-Si)，也存在于硅酸盐中，是“无机”特性的原因。有机性质源于硅和碳之间的直接联系。¹

通常甲基/苯基硅树脂在其框架内含有高达95%的硅氧烷。在典型的烤箱固化硅树脂的情况下，硅氧烷具有低或无烷氧基功能，因此聚合物结构的分子量高。剩下的少量烷氧基官能在约250°C和30分钟固化时间交联。

新型环境固化硅树脂与前一代不同的主要原因是其寡聚性。这意味着它们含有低分子量的硅氧烷结构和较高的烷氧基功能。这一特性也使它们具有高固含量(高达100%)和低粘度(表1)。树脂中可用的官能团是甲氧基、乙氧基或两者的组合。为了通过缩合实现交联和进一步的树脂聚合，这些官能团必须在第一反应机制中水解，导致硅醇基团的形成。然后，这些硅醇基团会在醇缩合反应机制中相互反应。一旦这一步完成，树脂达到其聚硅氧烷的特性，并释放醇作为反应的副产物。这两种硅树脂的反应机理如图1和图2所示。

有机甲基和/或苯基的影响主要反映在涂层的热稳定性和硬度上，但也反映在树脂与颜料和填料的相容性上。图3显示了甲基或苯基对树脂力学性能的影响。

环境固化有机硅树脂高耐热防腐涂料的研制

硅酮树脂涂料的性能与配方密切相关。具有高耐热性的无机颜料和填料，如氧化物和尖晶石或反尖晶石，是必需的(表2)。此外，层状金属和云母效应颜料增加了热稳定性，最高可达650℃。此外，颜料体积浓度对其性能也有重要影响。该涂层应该像底漆一样配方，因此具有高PVC。

此外，非常重要的是层流填料的使用，例如云母。这将在温度交替变化时提供热膨胀的灵活性和阻挡性。图4显示了当这类填料在配方中未充分利用(或使用过少)时涂层脆性的清楚例子。

在400°C以上的温度下，树脂的有机成分几乎被完全燃烧掉。在650°C时烧结熔块，形成无机复合材料，它们非常坚硬，化学惰性，但同时非常脆。

如前所述，这些硅树脂的反应性允许在环境温度下催化固化。推荐钛化合物等催化剂作为首选(图5)。

AC 900还需要使用催化剂TMG(四甲基胍)，强碱，加速反应速度。建议钛酸盐与TMG的混合比例为1:1。

根据配方不同，两种催化剂的推荐用量均为0.5-2.0%。相对湿度越高，反应越快。建议在应用前添加催化剂(两包)。

性能突出

配制并充分固化后，所应用的硅基涂料可提供以下性能:

涂料的性能

• 优异的耐腐蚀性能
• 早期对化学品的耐药性(图6)
• 永久抗氧化和耐候性

热稳定性

• 卓越的长期热稳定性
• 热下硬度高(热塑性低)
• 在永久热应力下具有极佳的抗黄变性能

两种等级的交流硅树脂都可用于配制耐热涂料。然而，它们的技术概况有所不同。AC 900具有较好的颜料润湿性能和较好的与其他树脂的相容性。有了这种树脂，就有可能配制出更灵活的涂层——在加热和冷却阶段，这是一个特别重要的特性。

AC 1000对颜料的润湿性一般，但在热胁迫下鲜艳色彩的稳定性较好，因其变黄倾向较低。这种树脂显示极低的烟雾形成在第一次加热。

总结与结论

与传统的烤箱固化或环境干燥有机硅树脂相比，使用环境固化有机硅树脂是配制高耐热涂料的一种很好的替代选择。它们的高固含量和低粘度使配方具有显著的低voc涂料。此外，较低的烟雾和气味发展是这些树脂的特点。当配方和适当固化，产生的耐热涂层可以提供良好的腐蚀和早期化学抗性，以及长期的热稳定性。这组性能属性使它们能够应用于化工厂、发电厂和垃圾焚烧设备，以及其他大型工业结构，而不需要由于涂层操作而增加停机时间，并减少固化时的能源消耗。

参考文献

1技术背景硅胶树脂。迪高杂志。Evonik Degussa，第二版，2013。

2 Silikophen AC配方手册。赢创公司。2014年4月。