硅有机混合涂料工业维护市场| PCI杂志 - 188bet搏金宝,188金宝搏bet官网

表1

silicone-organic树脂粘结剂混合动力技术的效用防护涂料市场的快速增长。广泛的化学和应用程序提供了独特的组合和最终用户受益的机会。保护的完整性和价值这一技术价值链的所有参与者的好处:原材料供应商,涂料配方设计师、涂布和最终用户。易达到的测试方法可以用来描述硅胶混合动力车和沟通的预期水平性能,允许选择合适的涂层系统的目标应用程序。本文特别强调silicone-epoxy系统。

介绍

近年来,随着涂料构建和增强开发油漆系统工作性能,两个全球市场驱动影响新产品介绍的成功比任何增量性能改进:降低VOC和成本。价格上涨的主要原料(油)对许多涂料成分,符合环保法规不仅成为了一个政府的要求,也适应了经济的迫切需要。降低涂料的成本单位是一个意味着改善市场生存能力,但更大的机会来减少终端用户的总成本在油漆的生命周期。相关费用流程关闭、表面处理、油漆应用和废物处置往往大于油漆的价格。针对这些市场现实,silicone-organic混合涂料已从一个利基技术成为一个细分市场和技术的一个重要区域防护涂料行业的投资。188BET竞彩世界各地的变化技术的商用和提供的好处包括减少劳动成本,超范围,排放和所需的成膜以及长期业绩超过行业标准的2 k聚氨酯systems.1, 2

背景

混合动力车是或组成的异构材料形成的复合材料。188金宝搏bet官网的定义,大多数油漆、有机粘结剂和无机粒子的组合(颜料和填料),可以被认为是混合涂料。本文着重于树脂粘结剂混合动力车。许多涂料性能优势来自有机和无机树脂的组合,没有互相连接的化学键,形成互穿网络。真正的粘结剂混合动力车将有机和无机聚合物与兼容的官能团反应形成copoly-mer网络与稳定,化学键。例如,silicone-organic混合涂料已经存在了50多年,但近年来已进化到包括一系列广泛的化学和应用程序(表1)。

有机硅粘结剂(也称为硅树脂)的特点是拥有一个RSiO_3/2矩阵是附加各种芳基烷基和/或一般(R =和甲基苯)。这群无机聚合物具有良好的热阻力和紫外线辐射。传统有机硅树脂的限制是它们的物理性质:努力,mar-resistant硅胶树脂刚性和脆弱;灵活的有机硅树脂软,容易磨损。此外,传统的有机硅树脂的耐溶剂性是边际。有机聚合物有自己的性能限制,例如,紫外线(UV)和热降解。(1950年代初)混合创新集中在与有机硅树脂改性醇酸树脂,提高工业维护涂料的耐紫外线辐射。在这些情况下,copoly-merization硅树脂和醇酸树脂涂料配方之前执行和完成,以确保稳定,长期混溶的有机硅的矩阵。好处的物理性质也得到了copoly-merization,由于copoly-mer分子量的增加。醇酸的治疗机制,通过共轭双键的氧化,保持不变的杂化。 Silicone-alkyd technology continues to find utility around the globe. One particular application suggests an approach to establishing performance standards for other silicone-organic hybrid systems that may be necessary to protect the integrity and value of this branch of coatings technology.

关注来自仅仅添加一个名义级别的硅树脂为粘结剂系统证明标签作为silicone-hybrid涂层。硅含量的好处是派生的稀释不稳定有机粘结剂;有最小的影响剩下的有机部分。美国的军事规范e - 24635提供的标准silicone-alkyd搪瓷必须制定。这种涂层用作抗寒耐热的轻便外套在美国海军船只。有机硅改性的规范要求最低水平和一个简单的细节分析手段验证修改。

对于silicone-alkyds意味着遵守美国海军规范,硅胶中间的最小硅含量是30%(如道康宁®z - 6018中间)到固体树脂粘结剂。减少硅的水平低于规范减少了涂料的性能水平,从而感知的效用递减的技术和配方设计师的能力捕捉涂料应用的价值。

涂层采用硅树脂组件级别的验证和交流的涂层系统可以帮助规范过程不影响他们的竞争优势。方面的信息可以传达的重量百分数有机硅粘结剂或硅灰含量的测量。没有披露的这些数字可以提供一个不适当的水平的知识产权。附录A细节过程量化的二氧化硅涂料配方的灰分含量。有机硅树脂供应商提供的理论水平二氧化硅的典型的有机硅树脂。从这些信息,配方设计师所需的硅树脂或树脂炊具可以计算水平符合硅胶或残余硅标准。广泛的应用程序利用silicone-organic混合动力技术要求相关的一系列有机硅改性的不同水平的预期性能。

与众多应用程序利用silicone-organics,有很多方法的技术途径改善紫外线的物理性质和耐热涂料。酸平衡的硅氧烷前体水解产生之前与有机多元醇树脂的独特组合硬度、耐溶剂性和灵活性。3调查人员也研究了copoly-mers epoxy-functional与硅氧烷材料提高灵活性,4 butanolized聚苯硅氧188金宝搏bet官网烷为改善附着力,5 polyperfluoroalkylene硅氧烷树脂抗氧腐蚀,6和硅烷等结合聚酯树脂降低风化后变色。7的一个最被广泛引用专利silicon-organic混合动力技术有关的防护涂料(60岁以上引文)文档的好处silicone-organic copoly-mers在一系列广泛的系统包括环氧树脂、聚氨酯,amide-imides、砜类、聚酯、聚亚苯基硫化物,polycarbonates.8

额外的工作被完成silicone-acrylics, acrylosilane聚合物和sol-gel-based混合动力车。所有这些系统,silicone-epoxy技术得到更广泛的接受在工业维护应用程序,如储罐外饰,海上平台,船和轨道车辆外观,和桥梁。

最近的创新

传统改性环氧树脂和有机硅树脂依靠冷混合与潜在的反应混合物之间的硅醇(SiOH)或烷氧基(SiOR)组与环氧树脂的羟基,但是这个反应不是化学青睐。homo-polymerize Si-bonded活性组更有可能,而不是与环氧树脂反应。这可能导致一个异构聚合物与不同的有机-无机域和降低膜性能。此外,co-reaction Si-O-C债券形成的结果。虽然这些债券是阻碍sterically在最后树脂矩阵,它们最终可水解的——创建一个潜在的薄弱环节在树脂矩阵。不过,silicone-epoxy债券这种形式的copoly-mer广泛利用于这个行业。构建其他试图确保稳定的债券之间的环氧树脂和有机硅树脂。利用可用的官能团硅烷单体,树脂构建创造了organofunctional(例如,环氧树脂和胺)硅酮树脂,环氧树脂modification.9 10

结合快速治愈和优秀的屏障性能的环氧树脂与硅基材料的热、紫外线稳定,构建创建高性能涂料具有优良的耐腐蚀和化学攻击,以及热量和紫外线退化,早在1959.11这些创新依赖于广泛的硅技术。188金宝搏bet官网单体的烷氧基硅烷、硅树脂和各种分子量的液体和链长度与大量的官能团提供了大量的选项来定制有机环氧树脂系统来满足特定的性能要求工业维护涂料。

在某些应用程序中涂层暴露在高温,导致降低电影的完整性。混合环氧树脂,环氧树脂的固化剂,一个amine-functional烷氧基硅烷,并影响缩聚反应的催化剂的硅烷化合物被发现,提供高耐热性,良好的机械强度。12同样,完全或部分水解的烷基/苯烷氧基硅烷形成硅醇或alkoxy-functional硅氧烷树脂与环氧树脂和随后的反应已被证明产生copoly-mers改善水和防潮性。13、14兼容性的环氧树脂和silicon-derived材料配方的成功是至关重要的。188金宝搏bet官网双酚A环氧树脂有限接受硅树脂。脂肪族环氧树脂更宽容,而脂环族的环氧系统非常兼容硅树脂。单体的硅烷一般都是兼容的,而聚合物硅树脂需要苯含量高,以确保混溶的有机基质。

复杂的化学治疗包括四个主要的反应和催化剂和其他一些不那么重要的反应包括交互成为可能,但不赞成,反应:

虽然这些(可逆)反应同时发生,由环境条件影响的不同程度,他们的反应相对完成的顺序显示。技术设计提供所需的主要物理性质在数小时内无粘性状态通过硅烷胺的反应组和脂肪族环氧树脂的功能。长期性能随着时间的推移(天周)生成烷氧基组对硅烷的水解和硅氧烷形成硅醇组,和随后的冷凝的硅醇组的硅氧烷交联网络。这个反应计划可能导致潜在的问题。如果制定旨在迅速(例如,8小时内应用程序)创建一个电影通过环氧树脂/玻璃化温度高的胺反应,随后硅氧烷交联可导致高内应力和脆化。因此制定涂料的关键平衡短期和长期的房地产的预期。

而使用硅树脂修饰符(RSiO_3/2)利用SiO的稳定性₂矩阵,环氧树脂的改性有机硅液体(R2SiO_2/2)利用硅树脂的其他物理性质,如灵活性。远螯的链长(线性)硅氧烷具有反应性基团终端影响有机硅环氧矩阵的函数。有机硅液体较短链长度本身就是更多的活性并与环氧树脂混相。这允许修改的大部分属性环氧矩阵toughness15和耐冲击等。16、17制定与硅氧烷与长链长度减少了混溶在环氧硅氧烷的属性由终端管理少organo-functional组与硅氧烷分子的一部分。在这些情况下,硅氧烷变得更加的表面改性剂,repellency.18贡献润滑性、低表面能和水

结论

Silicon-organic混合动力技术展示了广泛的实用程序在涂料市场。特别是,silicone-epoxy工业维护涂料产生高水平的混合动力技术的兴趣。各种形式的这种技术提供多种经济和性能优势的产业。相比三的行业标准——four-coat 2 k聚氨酯系统,silicone-epoxy混合动力技术提供了减少挥发性有机化合物的仪器,消除异氰酸酯健康的影响,对风化和提高耐久性,腐蚀和化学攻击。这些长期的福利减少单位成本越高silicone-organic混合涂层。硅氧烷改性粘结剂体系的水平直接关系到预期水平的性能。silicon-organic混合粘结剂系统的特征很容易由残余灰分提供标准支持性能要求和保护这种通用技术的价值。

引用

1割草机,天然橡胶国际Ameron矽,2003年11月。

2米切尔,m;安德鲁斯,答:阿克苏诺贝尔国际保护涂料、无机杂化涂料——他们的位置,和未来的重要性,PCE海洋涂料2001年会议。

3 Witucki G.L.道康宁公司,美国专利5426168,1995年6月20日。

4文森特上半叶;Witucki G.L.道康宁公司,美国专利5280098,1994年1月18日,盛田昭夫,y;录像,j .;Saruyama t;田中,k .道康宁东丽硅胶,欧洲专利0620242,1994年10月19日。

5艾肯鲍姆,I.G. Tsezar经纪公司,美国专利5418274,5月23日,1995年。

6富士通有限公司、日本专利07133350,5月23日,1995年。

7 Shinetsu化学印第安纳。有限公司,日本专利07053723,1995年2月28日。

8伯杰,安倍;M&T化工有限公司,4499149年美国专利,1985年2月12日。

9 Decker, G。,et al .,道康宁公司东丽工业,美国专利5135993——高模量硅树脂作为环氧树脂增韧剂,1992年8月4日。

10 Witucki基准线,et al .,道康宁公司,美国专利5280098——Epoxy-functional硅树脂,1994年1月18日。

11微格,F。1959年,德国专利1050051,2月5日。