与大多数技术进步一样,工业对防护涂料的要求有助于促进产品创新,为专业和DIY市场带来新的解决方案。通过更快的应用、固化时间和减少维护来提高效率的需求,以及当今对可持续性和工人安全监管的日益重视,导致了防护涂料行业的重大新发展。基于全新的pur -硅烷混合系统,这一代高性能耐刮和耐污涂料在性能、价格和便利性之间实现了最佳平衡,现在越来越多的DIY部门。

在厨房地板或一件最受欢迎的家具上,成品表面上的划痕在大多数家庭中都很常见,但直到现在,修复这些划痕都需要昂贵的费用,不需要专业的技工。然而,新型高性能交联剂的开发为配方商提供了一个多功能工具箱,为DIY用户创建易于应用的自固化涂料定制解决方案。基于赢创创新的VESTANAT®EP-M, EP-MF和EP-E技术平台,新的pur -硅烷混合交联剂结合了硅烷化学的多功能优势和玻璃般的强度,以及聚氨酯的优异耐久性和灵活性,可用于木材、塑料或金属的自固化透明涂层。

下一代交联器技术平台

所提供的硅烷/PUR混合体系在划痕、染色和耐化学性方面的出色性能以及最高质量的外观,以及其在室温固化、单组分、易于应用的非异氰酸酯(NISO)涂层体系中的易用性。

首先从硅烷/PUR杂化加合物的化学结构开始,它们是通过将异氰酸三烷氧基硅烷(3-异氰酸丙基三甲氧基硅烷(IPMS)或3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷(IPES))与羟基官能团(称为连接剂)结合形成的(图1)。使用不同的连接剂——根据不同的聚氨酯基团数量和不同的链长——为设计和创建定制交联剂提供了灵活性。

基于ipms的硅烷/聚氨酯杂化交联剂背后的化学,显示了聚氨酯基团,并以三官能烷氧基硅烷结构为端部。
图1”基于ipms的硅烷/聚氨酯杂化交联剂背后的化学,显示了聚氨酯基团,并以三官能烷氧基硅烷结构为端部。

最终的pur -硅烷杂化交联剂可按供应使用,不需要与树脂结合。在加入一定的催化剂后,pur -硅烷交联剂在室温下自固化。这种自固化机制是由湿度引起的,随后是水解和缩合反应,形成硅氧烷键(Si-O-Si)(图2)。根据pur -硅烷加成物(IPMS或IPES)中硅烷的类型,在固化过程中会释放甲醇或乙醇作为分离产物。虽然由此产生的硅氧烷连杆机构提供了类似玻璃的强度和抗划伤性,但涂层的弹性程度是由PUR连接器的种类和长度决定的。通过在配方中加入少量的丙烯酸多元醇,可以获得额外的灵活性。

聚氨酯-硅烷杂化交联剂的湿致自固化机理。
图2”聚氨酯-硅烷杂化交联剂的湿致自固化机理。

由于pur -硅烷加合物是液体,可以在不添加溶剂的情况下使用,这些配方的VOC含量和排放非常低,并允许快速再使用时间。

室温固化PUR-Silane系统

为了在室温条件下找到合适的催化体系进行固化,重要的是要考虑甲氧基硅烷基加合物的活性约为乙氧基硅烷基对应物的10倍。因此,为后者寻找合适的催化剂似乎更具挑战性,但可以找到解决方案。

从反应性更强的甲氧基硅烷- pur加合物开始,开发了室温固化的组合,包括胺基催化剂和VESTANAT EP-MF级(表1)。这些系统在室温下可在不到一小时后除尘干燥。等级EP-MF 203、204和205的连接器长度不同,EP-MF 203提供了最耐刮和耐化学药品的涂层,EP-MF 205提供了最灵活的涂层(图3)。

不同室温固化体系的性能比较。
表1”不同室温固化体系的性能比较。
连接剂对涂层性能的影响。
图3»连接剂对涂层性能的影响。

用于自固化DIY应用的新型混合交联剂

对于大多数DIY涂层应用,自固化,即用系统是必要的,但性能要求就像那些工业和专业部门一样苛刻。

厨房的桌子就是一个很好的例子,因为它必须防止机械和化学的影响,如刷子和灰尘留下的微小划痕,强力化学清洁剂造成的肿胀,或红酒等物质产生的变色(雾霾)——所有这些在几年之后仍然看起来像新的。

甲醇释放型pur -硅烷加合物(EP-MF级)的使用将局限于工业和专业部门,而新型EP-E级则适合DIY应用,只释放少量乙醇。结合一种新型的无胺和金属催化剂体系(VESTANAT EP-CAT 21), VESTANAT EP-E级可以达到与EP-MF级相同的性能水平(表1)。因此,在不排放甲醇的情况下,可以实现室温固化和不到一小时的触干时间。

VESTANAT EP-E级表现出与羟基功能树脂的优越兼容性,一方面为客户提供配方自由调整的灵活性程度,另一方面抗划痕和污渍。此外,VESTANAT ep - e级催化剂可单独用于调整特定的固化要求,并提供充分的设计自由。

这种在灵活性和反应性方面的设计自由提供了更广泛的属性组合,可用于多个不同的应用程序。这些包括抗刮涂层(图4;例如,白板和摩托车燃气罐),对木材具有优异的耐污性(图5),对易清洁的防涂鸦涂料,对透明涂层金属不会剥离底层油漆(图6)。

用抛光纸擦10次(力约1kg)后,涂层表面抗划伤性能优异。
图4»用抛光纸擦10次(力约1kg)后,涂层表面抗划伤性能优异。
PUR硅烷工艺对木材的耐污性。
图5»PUR硅烷工艺对木材的耐污性。
PUR-硅烷杂化物与2K PUR的抗涂鸦(耐化学腐蚀)比较。
图6»PUR-硅烷杂化物与2K PUR的抗涂鸦(耐化学腐蚀)比较。

总结

pur -硅烷杂化交联剂提供高性能的NISO涂料,并提供独特的表面保护解决方案,具有杰出的耐划痕和耐污渍性。这些新的混合产品是专门为木材、高光塑料或金属的自固化透明涂层设计的。VESTANAT EP-MF级是专门为专业使用场景定制的配方,而VESTANAT EP-E级提供了最大的配方自由度,以调整固化时间和涂层灵活性,用于DIY和专业应用。