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1、第3 5 卷第6 期2 0 0 5 年6 月涂料工业P A I N T C O 棚N G SI N D U s T R YV 0 1 3 5N o 6J u n 2 0 0 5性有机硅涂层材料王生杰，侣庆法，范晓东(西北工业大学理学院应用化学系，西安7 1 0 0 7 2)摘要：综述了有机硅材料作为白洁防污涂层、耐高温涂层、高耐磨涂层、石刻保护涂层、耐腐蚀涂层、绝缘涂层等方面的研究及应用现状，并展望了其发展前景。关键词：有机硅涂料；自洁防污；耐高温；耐磨；石刻保护；耐腐蚀；绝缘中图分类号：T Q6 3 0 7文献标识码：A文章编号：0 2 5 3-4 3 1 2(2 0 0 5)0 6-0 0
2、 4 8 0 70引言有机硅树脂是以S i O S i 为主链，硅原子上连接有机基团的交联型半无机高聚物。硅原子电负性较低，使得S i 一0 键具有一定的离子性；而且S i 一0 一S i 键能、键角均比C C 键大，这种特殊的价键结构使它具有许多不同于碳基聚合物的优异的物理、化学性质，如耐高低温性、耐辐射性、耐氧化性、高透气性、耐候性、绝缘性、憎水性及低表面能特性等，因此，以硅树脂为基料制备的涂料、模塑料、层压材料、脱模剂、防潮剂等各类产品，在电机、电器、电子、航空、建筑、化工等工业部门都获得了广泛的应用2o。1 研究与应用现状1 1 自洁防污丙烯酸酯类树脂是目前应用最广泛的外墙涂料基料，但
3、普通丙烯酸树脂的耐热、耐寒、耐溶剂性不够理想，同时，树脂具有回粘性，涂膜存在耐沾污性能差等缺点；有机硅树脂表面能低，涂层不易积尘，具有耐沾污性。用有机硅树脂对丙烯酸树脂进行改性，不仅可以消除丙烯酸树脂的一些缺陷，而且可以进一步提高涂膜性能，例如耐候性、保光性、透气性、防水性、耐沾污和耐磨性，因此，近年来，有机硅改性丙烯酸树脂的研究十分活跃。o。八甲基环四硅氧烷(D。)和硅烷偶联剂(例如A 1 7 4，A 1 5 1 等)是常用的有机硅单体，D。和丙烯酸酯 基金项目 西北工业大学研究生种子创业基金资助项目(z 2 0 0 4 0 0 5 7)类相容性差，两相之间缺少足够的化学键连接，当D。用量较
4、多(硅含量 1 0)、工艺不当或在聚合过程中形成涂膜后有机硅相可能析出，即产生所谓的漂油现象和涂膜硬度不足；而用有机硅偶联剂来改性可以避免此类现象的发生，其中 y 一甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(A 1 7 4)是最常用的改性丙烯酸树脂的偶联剂，A 1 7 4 分子中的 y 一甲基丙烯酰氧丙基与丙烯酸酯类化合物的结构相似，而且可通过共聚合形成化学键，因此相容性较好，但因偶联剂为三官能度单体，在水性环境中易凝胶，存在硅含量难以提高的问题，市售硅丙乳液的有机硅含量通常为2 5。龚兴宇等M 1 将A 1 7 4 中的3 个甲氧基都用异丙氧基取代 如式1(a)所示，用以降低硅烷单体的水解活性，减少凝胶
5、发生的概率，可以将硅含量提高到1 5。黄可知等_ 1 以三甲基氯硅烷改性后的A 1 7 4 和丙烯酸酯类单体共聚 如式1(b)所示，制得了有机硅质量分数达3 5 的高硅含量的硅丙乳液，改性后涂膜的耐候性、耐水性、耐擦洗性和耐沾污性均有提高。利用有机硅材料的低表面能特性，可以作为瓷砖的防污剂18 。市场上现有的有机硅防污剂可分为硅油类和硅树脂类2 大类，其中硅油类短期防污效果较好，但不耐擦洗，作者一。研究的以特殊工艺制备的甲基硅树脂为主体树脂的有机硅防污剂，能够和基体间形成牢固的化学键，具有良好的耐擦洗性，在抛光砖上使用后，不仅具有优异的自洁防污效果(涂覆防污剂前后抛光砖的表面缺陷如图1 所示)
6、，而且能提高 万方数据王生杰，等：功能性有机硅涂层材料J。一C H，O Hc H：一C I-C-O-C H 2 C H 2 C H 2 卜o c 也_ 面丽丽+L n 2 n u nC H 3O C H 36 H，(a)0O C H，|。一C H：C 1叫：C l-C-O-C H 2C H 2 C H 2f 卜乩_ 赢C H 3O C H 3(b)式1表面光泽，增加装饰效果。作者还利用接触角测量仪、扫描电子显微镜对防污机理进行了深入研究，得出如下结论：(1)有机硅防污剂涂覆层降低了基材的表面能，污染物难以在上面附着和润湿，显示出优异C H 3冒H 3 卜C H 一甲C H 3C H，一C C
7、一0 一C H，C H，C H，S i 0 C H C H，。1。C H 3H 3 C 一0 一YO O S i(C H 3)3|。c H 2 一C-C-O-C H 2 C H 2 C H z s i 一0 s i(c H 3)3C H 30 S i(C H 3)3的自洁性；(2)硅树脂低聚物在基材的气孔等表面缺陷内形成憎水交联网络，阻止污染物侵入基材内部，从而实现防污的功能。图1抛光砖涂覆前后的表面状况1 2 耐高温涂层耐热涂料用有机硅树脂主要用于高温条件下的表面保护，例如固体火箭发动机壳体防热涂层，喷气式飞机上空气一空气热交换器上使用的有机硅耐热涂层H 1|，宇宙飞船上使用的有机硅隔热涂层
8、纠等，均要求具有优异的耐热性。有机硅树脂主链s i O s i，其键能为4 2 2 5k J m o l，远比碳基聚合物的键能大，故耐热性优异，通常的三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷分解温度在3 6 0o C 左右，具有类似梯形结构的甲基硅树脂具有更为优异的耐热性，其分解温度在4 6 0 以上o t 3 。丘军等4 1 以有机伯胺为胺解剂，与甲基三氯硅烷反应形成梯形结构的“模板”，经水解、缩聚反应，合成了梯形聚甲基倍半硅氧烷。产物经热重分析，表明其耐热性能优良，7 0 0 失质量率仅为4。提高有机硅涂层耐热性的另一个有效方法是将有机硅化合物与金属氧化物复合，例如二氧化钛、三 万方数据王生杰，等：功
9、能性有机硅涂层材料氧化二铝、氧化镉等，通过溶胶一凝胶法形成纳米尺寸的强化交联网络，文献报道此种有机一无机杂化材料可耐7 6 0 的高温“。航天器的热控涂层是航天器技术的重要组成部分，其作用是利用涂层改变物体的表面热物理性质，以便在辐射热交换过程中有效地控制物体温度，使航天器在内外的热交换过程中，内部仪器设备的工作温度在允许的范围之内，以保证人造天体内部的正常工作环境。有机硅涂层具有高的热稳定性、高的氧化稳定性、良好的抗辐照性、极低的表面张力等物理化学性质，因此，有机硅聚合物是热控涂料中使用最多的一类基料，文献 1 6 详细介绍了有机硅热控涂层在高温、强紫外辐照、氧原子侵蚀、电子束轰击的空间环境
10、下的稳定性以及防护机理。飞行器在近地和地球同步轨道飞行，恶劣的工作C H 3 C H 2 0环境迫切需要空间保护涂层的进一步发展。在原子氧、高能粒子和深紫外线等的存在下，通常的有机涂层很容易就被降解而失效，而有机硅材料具有高的热稳定性、高的氧化稳定性、良好的抗辐照性、极低的表面张力等，是最有前途的空间保护涂层材料之一。但普通的有机硅材料还不能完全满足作为空间保护材料的使用要求，可以通过引人紫外光固化体系优化固化工艺，以及和二氧化钛、铝粉、玻璃微粉等无机材料复合来进一步提高涂层的耐热性(其破坏温度在7 0 0 以上)的方法来改进1。1 3 耐磨透明涂层以甲基三乙氧基硅烷为主要原料，在酸催化下水解
11、缩聚，可制备甲基硅树脂一乙醇溶液，其结构如式2 所示。作为涂层使用，固化后形成高度交联的有机硅树脂，涂膜坚硬、透明且耐磨性优良8|。C H 3C H 3O C 2 H 5O H式2透明硅树脂能在室温或较低的温度下成膜，具有一般有机硅树脂所没有的快速固化的特点，其固化形成的树脂膜，具有硬度高、透明(在可见光区透光率9 6 以上)、耐磨、憎水防潮、耐热(1 3 0 2 0 0)、低温不脆化(一5 0)、耐辐射等优点，因此广泛用作各种材料的表面涂层，防止窗玻璃、镜片、光学仪器等受灰尘、连续擦痕导致的能见度变差的现象。高长有等引将正硅酸乙酯、y 一环氧丙氧基三甲氧基硅烷等烷氧基硅烷在催化剂作用下，于醇
12、、水溶液中水解并熟化一段时间后，加入固化剂(例如二月桂酸二丁基锡、三乙烯四胺等)、流平剂等助剂，2 0 左右混合均匀，再熟化几小时，得到的耐磨涂料在基材上涂覆，形成厚度为0 8 1 7 斗m 的有机硅耐磨涂层，可以显著的提高光学塑料表面的耐擦伤强度，而对其透光率等性能没有不良影响，对聚丙烯和聚苯乙烯等光学树脂还有增透作用。涂于J D 树脂(苯乙烯与双酚A 双甲基丙烯酸酯的共聚物)上的涂层铅笔硬度可达5H 6H，涂层与各种基材的粘接性良好，表面均一平整。如果要在工业上获得应用，需要考虑的因素很多，例如涂层与基材的粘接性，生产或贮存的稳定性，涂膜的耐冲击性等，文献 2 0 较详细介绍了水解催化剂、
13、溶剂、固化剂及其他添加剂对硅树脂预聚物溶液及涂膜的影响。在此主要介绍影响耐磨性的因素，为提高涂层的耐磨性，在涂料配方中通常加入一定量的无机溶胶(无机粒子)或烷氧基金属化合物旧0 2 1J，最常用的这类物质是质量分数为3 0 左右二氧化硅水溶胶；T i(O B u)。、T i(O E t)。、z r(O B u)4 等2 2 2 引文献中也经常提到，它们在硅树脂溶液中不只是起到填料和增粘的作用，S i O：表面的s i O H 基和金属化合物中的烷氧基可以参与硅氧烷中S i O H、s i O R 的脱水(或脱醇)缩合反应，形成有机一无机复合涂层，使其兼有有机树脂的成膜性、可挠性、透明性及无机聚
14、合物的高硬度、难燃性、防腐性等特点，过程示意如式3 所示。1 4 石刻保护涂层随着大气环境的不断恶化，各种污染加速了天然石材的蚀变，使许多著名的石材建筑遭到破坏，失去了其原有的艺术魅力。因此，对石刻材料进行保护已成了一项刻不容缓的工作。对一些有机树脂(如丙烯酸酯树脂，有机硅树脂、不饱和树脂等)作为保护涂、层材料进行了大量的研究试验，其中，研究最多的是有机硅树脂，它被石材文物保护学家视为最有前途的防护材料o，其与石刻材料的作用过程如式4 所示。也C心LcIIsll心LCIISllm如LCllSll一也I LCIISIIO也LcIIsllC也 万方数据王生杰，等：功能性有机硅涂层材料兰M 一0 R
15、+印兰M 一0 H+篡M 一0 H毫M 一0 R+襄M 0 H兰M o M 三+印三M o M 三+R O H M M，0 M o 式3O C H，C H，O HC H，一i o c H：C H，墨璺墨生C H，一；i o H+3 c H，C H：o H 二!笠兰望兰竖马O C H 2 C H，O Ho Ho Ho H+L L J 一，-底材式4石质文物的风化作用比较复杂，既有物理风化，又有化学风化和生物作用，其中由水所引发的破坏作用不容忽视。石刻防护涂层应满足以下要求旧5|：(1)涂层具有良好防水性，防止水对石刻的接触和渗入，同时具有一定透气性，以便把石刻、石雕内部水、气排出，防止内部水、气
16、引起涂层脱落；(2)涂层必须是无色透明，不能遮盖石刻原来底色；(3)涂层耐候性好，耐温度变化，要求至少1 0 年不发生明显老化现象。重庆大学的王镛先1 合成了聚有机硅氧烷一聚丙烯酸酯I P N 涂料，该涂料具有无色透明、硬度高、附着力强、耐酸雨沉降、耐热老化性好及优良的透气性，可用于古代石刻防风化材料。郭广生等旧列以甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯为反应单体(物质的量比为8：2)，以0 1m o l L 的盐酸溶液为水解催化剂，以乙胺为缩聚催化剂，控制加水量，在1 5 反应3h，可以得到无色透明的聚硅氧烷溶液，通过对比实施有机硅涂料保护前后大理石试样的物性变化，发现实施保护后，试样的吸水率大大降低
17、，固结强度提高2 倍以上，耐候性试验选择p H 为芦p pH O-S i O S i o S i O H+n(H 2 0)oooJI1一底材1 的N a H S 0。溶液为介质，浸泡1 4 4h 后，质量损失率从原来的3 9 6 降低到0 1 7。未经涂料保护的试样，表面有轻微的片状剥落和颗粒分化的现象，而经涂料保护的试样，表面无明显变化，且抗冻融性能有明显改善。通过对涂料处理前后试样的密度、孔隙率等进行检测，发现石质密度增大，孔隙率降低，表明部分涂料已经渗进试样内部，填充了部分孔隙，并在微孔中形成薄膜，使得材料的憎水性和固结强度提高。1 5 防腐涂层目前，在能源、化工、冶金、建材等领域如何防
18、护受湿热烟气等作用腐蚀的钢结构设备(如钢制烟囱、散热器、烟气管道等)，达到既经济又实用的效果，是一项极为迫切、极具价值的工作。游路春等旧副以丙烯酸改性甲基苯基有机硅树脂为基料，研制出用于受湿热烟气作用下钢结构设施的耐热防腐涂料，并研究了涂料基料组成、生产工艺及配方、施工因素等对涂膜性能的影响。赖琛等旧引研制的耐高温防腐涂料，可用于高温(6 0 0o C)腐蚀环境，如水泥厂的烧成尾气除尘器，石化工厂中高温高压反应釜，以及火电Ho严r 一opr 一opr 一oH 万方数据王生杰，等：功能性有机硅涂层材料厂锅炉等设备。中国科学院化学研究所的谢祖寿等圳以甲基三氯硅烷为主要原料，以丙酮和二甲苯为溶剂，合
19、成了可溶、相对分子质量分布窄的梯形聚甲基硅树脂，采用该树脂与一定量的铝粉、室温硫化硅橡胶，配制成高温防腐涂料，经2 5 0o C 老化i0 0 0h，其柔韧性、耐油性、耐腐蚀性等均良好。沿海地区高盐雾等腐蚀介质具有很强的渗透能力，能够穿过醇酸、氯乙烯、环氧等树脂涂膜渗人到金属表面，导致装甲设备或船只的金属表面发生化学或电化学腐蚀，严重影响了装甲部队的战斗力和后勤保障能力。陈庆昌等旧刈采用端羟基封端的有机硅树脂对环氧树脂进行化学改性，利用有机硅树脂特有的柔韧性、疏水性和低表面能特性，研制出适用于沿海环境装甲设备的有机硅改性环氧树脂基防腐涂层，通过疏水性、耐温性和耐盐水性试验，表明该涂层具有较佳的
20、防腐功能。轮船在海中航行，管道、壳体等与海水直接接触的部件除了受到电化学腐蚀之外，海洋微生物的存在对船体的破坏作用也是非常严重的，一是使水层中含氧量增加，二是海生物活动中放出C O，或参与的海生物分解析出H：s，从而使周围海水酸化；两者都导致船体的腐蚀速度加快，有些海生物甚至能穿透金属的氧化层，加速腐蚀【32|。传统的防腐涂料是利用涂料中释放出的铜、锡、铅、汞等有毒物质来杀死海生物的，这虽然能减少海生物的污损，但有害物质的释放给生态环境和人类健康也造成了危害。当前，许多国家都相继制定了限制或禁止使用毒性防污涂料的法规或条例，并大力开发研制对环境无污染的新型防污涂料，其中，利用有机硅材料的低表面
21、能特性，在船体表面涂覆后，使得海生物难以在上面附着，具有优良的防污防腐效果，受到人们广泛的关注。33 J。1 6 绝缘涂层Z n O 压敏电阻片承受脉冲大电流冲击能力是其重要的特征参数之一，当持续时间较长的脉冲大电流作用于电阻片时，所造成的破坏往往是开裂或击穿，要提高Z n O 压敏电阻片承受陡坡大电流冲击的能力，必须通过高性能侧面绝缘保护层来解决沿面闪络问题。李盛涛等4 1 研究了侧面有机绝缘保护材料涂覆厚度和绝缘层形状对Z n O 压敏电阻片脉冲闪络特性的影响，结果表明，增大绝缘保护层厚度，尤其是端部绝缘层厚度，可以有效提高Z n O 压敏电阻片的沿面脉冲闪络电压和电流，聚酯改性有机硅树脂
22、的绝缘保护效果优于聚酯型聚氨酯涂料。苯梯形聚倍半硅氧烷(P P S Q)由于其高耐热性、成膜性、机械性能、化学稳定性和低介电常数，在微电子行业引起了广泛的注意。35，但是需要加热到3 5 0 才可以固化，当用部分乙烯基取代苯基后，在保留了苯梯形倍半硅氧烷优异性能的基础上 例如耐热性(分解温度为5 2 0)、耐溶剂性、低介电常数等，可以使其室温u V 固化，不仅省去了加热的步骤，而且可用来涂覆热敏感器件，因此可以断言，乙烯基聚倍半硅氧烷(P V S Q)在大规模集成电路中有重要的应用价值。L e e 等刊以甲基三乙氧基硅烷为反应单体，在氮气氛下，以H C l 为催化剂，在沸腾的四氢呋哺溶液中(常
23、压下四氢呋喃的沸点为6 6)反应得到相对分子质量和分子结构可控的甲基聚倍半硅氧烷，并讨论了单体浓度、温度、反应时间、水用量、酸性催化剂等各种反应参数对产物相对分子质量、分子结构以及端基的影响。用此种方法合成的甲基聚倍半硅氧烷完全固化后，其介电常数为2 7，可望作为低介电性薄膜使用。1。7 在其他方面的应用有机硅材料用途广泛，除了上面介绍的之外，还可被用作压敏胶带或纸张的隔离层。3 8 3 9J、建筑材料的防水剂1 4 0 和示温材料H 叫等，在国外，U V 固化有机硅材料成为研究热点142 I。B a r i e”列研究了一系列含有不同取代基的可光固化的聚硅氧烷，作为表面涂覆材料在表面波(S
24、A W)传感器上应用时，不仅具有较低的过滤损失，长期稳定的灵敏性、可重现性等优点，而且可以通过改变聚硅氧烷的侧基来改变传感器对被检测物的灵敏度和选择性。由选择性不同的传感器组成一组，可以识别不同的有机物。C o l o m i n e s等1 利用两步硅氢化反应，分别在聚硅氧烷的侧链上引入氟烷基和烯丙基，紫外光固化后作为光纤涂层使用，具有良好的透光性和工艺性，通过改变两种功能性侧基的比例，在不降低耐热性的同时可以调整涂层的折光指数，是一种非常有前途的光纤涂层材料。2结语综上所述，有机硅材料所具有的许多优异的物理化学性能，使其作为涂层材料可以在许多场合和环境中使用，大大拓宽了材料的使用范围，随着
25、有机硅单体制备技术和各类合成方法的不断提高，有机硅材料 万方数据第3 5 卷第6 期2 0 0 5 年6 月涂料工业P A I N T C O A T I N G SI N D U S T R YV 0 1 3 5N o 6J u n 2 0 0 5必将在更多领域发挥重要作用。今后一段时间，有机硅材料将在以下几个方面取得快速发展。(1)固化方式的改进：从传统的热固化向辐射固化、微波固化方面发展，当前，u V 固化的硅氧烷防粘剂和光纤涂层已经取得重要进展；(2)功能性基团的引入：用氨基、环氧基、烯丙基、羟基等代替常用的甲基、苯基，可以在很宽的范围内改变有机硅的物理性能和化学反应活性；(3)非线性
26、结构：环型、梯型、笼型、树枝型、超支化结构赋予其不同于线型聚合物的溶解性、耐热性和反应活性；(4)与其他材料复合使用：尽管有机硅材料具有许多优异的性能，但也存在强度低、与基材的粘结性差等缺点，与环氧、丙烯酸酯类、聚氨酯等树脂通过接枝、嵌段共聚的方法来改性，可以达到性能互补的效果。参考文献 1 罗运军，桂红星有机硅树脂及其应用北京：化学工业出版社，2 0 0 2：7 1 7 2 晨光化工研究院(有机硅编写组)有机硅单体及聚合物北京：化学工业出版社，1 9 8 6：3 9 8 4 1 0 3 王国建有机硅氧烷丙烯酸酯共聚弹性乳液的研制建筑材料学报2 0 0 1，(4)：3 7 8 3 8 4 4
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33、si nP h y s i c sR e s e a r c hA，1 9 9 7，3 9 1：4 0 5 4 1 6 2 3 D uYJ，D a m r o nM，T a n gG，e ta 1 I n o r g a n i c o r g a n i cH y b i r dC o a t i n g sf o rA i r c r a f tA l u m i n u mA l l o yS u b s t r a t e s P r o g r e s si nO r g a n i cC o a t i n g s，2 0 0 1，4 1：2 2 6 2 3 2 2 4 华勇有机硅
34、树脂与石材的保护郑州工业高等专科学校学报，2 0 0 1，(1)：2 1 2 2 2 5 李西钟，孔客贵，刘胜峰石刻保护有机硅涂料的研究山东化工，1 9 9 8，(1)：1 2 1 3 2 6 王镛先聚有机硅氧烷一聚丙烯酸酯I P N 涂料的合成应用化学，1 9 9 7，(4)：3 3 3 6 2 7 郭广生，韩冬梅，王志华，等有机硅加固材料的合成及应用北京化工大学学报，2 0 0 0，(1)：9 8 1 0 0 2 8 游路春，王智猛耐热防腐涂料装饰修饰材料，1 9 9 8，(7)：1 0 1 2 2 9 赖琛，唐绍裘耐高温防腐涂料的研制电镀与涂饰，2 0 0 2，(1)：2 9 3 3 3
35、 0 谢祖寿，何志群，张榕本耐高温梯形聚甲基硅树脂涂料涂料工业，1 9 9 1，2 1(2)：5 8 3 1 陈庆昌，梁志杰两栖装甲设备新型防腐材料的研究车辆与动力技术，2 0 0 3，(1)：1 1 1 5 3 2 曾晓燕，陈全权船舶海水管系的腐蚀与防护交通部上海船舶运输科学研究所学报，1 9 9 7，(1)：4 7 5 3 3 3 李永清，郑淑贞有机硅低表面能海洋防污涂料的合成及应用研究q v 新型材料，2 0 0 3，(7)：1 4 3 4 李盛涛，李博，刘辅宜侧面有机绝缘保护材料及绝缘层形状对Z n O 压敏电阻片脉冲闪络特性的影响电瓷避雷器，1 9 9 7，(2)：3 0 3 3 3
36、 5 A b eY，G u n j iT O l i g o a n dP o l y s i l o x a n e s P r o gP o l y mS c i，2 0 0 4，(2 9)：1 4 9 1 8 2 3 6 S h i r a iM，S u m i n oT，T s u n o o k aM P o l y s i l o x a n eF o r m a t i o na tt h eI m a-d i a t e dS u r f a c eo fP o l y m e r sC o n t a i n i n gB o t hP h o t o a c i dG e
37、n e r a t i o nU n i t sa n dE p o x yU n i t s E u rP o l y mJ，1 9 9 7，3 3：12 5 5 一l2 6 2 3 7 L e eJK，K o o k h e o nC，R h e eHW，e ta 1 S y n t h e t i cC o n t r o lo fM o l e c u l a rW e i g h ta n dM i c m s t r u c t u r eo fP r o c e s s i b l eP o l y(m e t h y l s i l s e s q u i o x a n e)
38、Sf o rL o w d i e l e c t r i cT h i nF i l mA p p l i c a t i o n s P o l y m e r，2 0 01，(4 2)：90 8 5 90 8 9露嚣霹露i警繁1 2 譬譬i!兰 万方数据第3 5 卷第6 期2 0 0 5 年6 月涂料工业P A I N T&C O A T I N G SI N D U S T R YV 0 1 3 5N o 6J u n 2 0 0 5超低成本原子灰专用树脂的制备向燕生(桂林市七星合成材料厂，5 4 1 0 0 2)摘要：介绍了目前市场上成本较低的原子灰专用树脂高碘酸树脂的研究成果，配合
39、原子灰专用功能性填料原子粉，生产出的原子灰达到了成本低、质量好的要求。关键词：对苯二甲酸；长链高碘值豆油酸；松香；专用树脂；原子灰；原子粉中图分类号：T Q6 3 5+4文献标识码：A文章编号：0 2 5 3-4 3 1 2(2 0 0 5)0 6 0 0 5 4-0 30引言虽然双环戊二烯体系树脂成本比传统的树脂体系成本要低很多，但是由于顺丁烯二酸酐价格高，与双环戊二烯加成反应后生成的纳迪克酸酐成本不菲，市场竞争力不强，所以有必要研究出一种在目前市场上成本更低的原子灰专用树脂，以进一步提高产品的市场竞争力。利用对苯二甲酸(水池料或下脚料)的优异性能J，用其代替苯酐、四氢苯酐、纳迪克酸酐，是降
40、低产品成本、提高产品质量的较佳选择。但是，普通方法生产出的对苯二甲酸树脂有2 大缺陷：(1)黏度大，生产出的原子灰施工性能不佳；(2)在树脂的生产过程中如果催化剂选择不当，使反应温度高，反应时间长，能源消耗大，树脂的生产成本还是不能降低。针对上述问题，可采用2 种方法予以解决：(1)利用复合催化剂体系，降低反应温度，提高反应速度，降低能耗和生产成本。(2)引入长链植物油酸和松香对树脂进行封端，解决树脂黏度大、树脂的亲填料性和施工性能不佳等问题。3 8 许锋，卢志明，肖燕平有机硅防粘带的研制与应用塑料工业，1 9 9 7，(3)：1 1 1 1 1 3 3 9 A b d e l l a hL，
41、B o u t e v i nB，C a p o r i c c i oG，e ta 1 S t u d yo f P h o t o c r o s s l i n k a b l eP o l y s i l o x a n e sB e a r i n gG e mD i-s t y r e n y lG r o u p sS y n t h e s i sa n dT h e r m a lP r o p e r t i e s E u rP o l y mJ，2 0 0 2，3 8：15 1 5 15 2 1 4 0 崔孟忠，李竹云，张瑗霞，等有机硅建筑防水材料的性能与研究进展化学建
42、材，2 0 0 0，(1)：3 4 3 6 4 1 杨德，刘洁，张仲康有机硅示温材料有机硅材料，2 0 0 1，(2)：1 6 1 8 4 2 A b d e l l a hL，B o u 丽nB，Y o u s s e fB S y n t h e s i sa n dA p p l i c a t i o no fP h o-5 41实验部分1 1 树脂用原料对苯二甲酸：水池料或者是下脚料，江苏仪征化纤公司；顺丁烯二酸酐：江西红旗化工厂；反丁烯二酸：四川染料厂；一缩二乙二醇：沙特；长链植物油酸：高碘值豆油酸，碘值1 4 0，广东佳丽油脂公司；松香：4 级，广西桂林化工厂；苯乙烯：韩国；催化
43、剂A：改进型有机钛类；催化剂B：有机锡类；阻聚剂A：酚类；阻聚剂B：醌类；阻聚剂C：抗氧化剂类。1 2 合成树脂参考配方及合成实验1 2 1第1 步合成配方第1 步所用原料及用量为：对苯二甲酸0 4m o l；一缩二乙二醇0 8t o o l；适量催化剂A；适量催化剂B。第1 步反应是使对苯二甲酸和一缩二乙二醇充分反应，生成一个以对苯二甲酸为主体的大分子醇，或者将其产物称为：对苯二甲酸双羟基一缩二乙二醇酯。1 2 2 第2 步合成配方第2 步所用原料及用量为：顺丁烯二酸酐0 5t o o l；反丁烯二酸0 1m o l；一缩二乙二醇0 3m o l；高碘值豆油酸0 2m o l；松香0 0 5
44、m o l；适量阻聚剂A。t c c r o s s l i n k a b l eP o l y(s i l o x a n e s)P 唧O r sC o a t i n g s，1 9 9 4，2 3：2 0 1 2 3 6 4 3 B a r i eN，R a p pM，A c h eHJ U VC r o s s l i n k e dP o l y s i l o x a n e sa sN e wC o a t i n gM a t e r i a l sf o rS A WD e v i c e sw i t hH i g hL o n g t e r mS t a b i l
45、 i t y S e n s o r sa n dA c t u a t o r sB。1 9 9 8 4 6：9 7 1 0 3 4 4 C o l o m i n e sG，A n d r eS，A n d r i e uX，e ta 1 S y n t h e s i sa n dC h a r a c t e r i z a t i o no fU l t r a v i o l e t c u r a b l eF l u o r i n a t e dP o l y d i m e t h y l s i l o x a n e sa sU l t r a v i o l e t
46、t r a n s p a r e n tC o a t i n g sf o rO p t i c a lF i b e rG r a t i n g s JA p p lP o l y mS c i，2 0 0 3。9 0：20 2 1 20 2 6收稿日期2 0 0 4 1 1 3 1 万方数据功能性有机硅涂层材料功能性有机硅涂层材料作者：王生杰，佀庆法，范晓东，WANG Sheng-jie，SI Qing-fa，FAN Xiao-dong作者单位：西北工业大学理学院应用化学系,西安,710072刊名：涂料工业英文刊名：PAINT&COATINGS INDUSTRY年，卷(期)：2005
47、,35(6)被引用次数：7次 参考文献(44条)参考文献(44条)1.罗运军.桂红星 有机硅树脂及其应用 20022.晨光化工研究院 有机硅单体及聚合物 19863.王国建 有机硅氧烷/丙烯酸酯共聚弹性乳液的研制期刊论文-建筑材料学报 2001(04)4.孙中新.李继航.李毅 硅丙乳液的结构表征及性能研究期刊论文-化学建材 2001(02)5.杨慕杰.刘宏伟.张火明 硅丙乳胶涂料期刊论文-涂料工业 2000(01)6.龚兴宇.谢云川.范晓东 高硅烷含量硅丙复合乳液的性能及应用研究期刊论文-涂料工业 2002(05)7.黄可知.熊焰.龚芸 有机硅-丙烯酸酯超耐候性外墙涂料的研制期刊论文-华中科技
48、大学学报(自然科学版)2003(07)8.卢红梅 抛光砖表面防污剂的研制期刊论文-涂料工业 2002(10)9.王生杰.佀庆法.范晓东 新型有机硅自洁防污机理的研究期刊论文-涂料工业 2004(07)10.郭亚林.梁国正.丘哲明 某固体发动机壳体外防热涂层研究期刊论文-宇航材料工艺 2003(03)11.Houstain D P Silicone Coating Adds Years to Jet Equipment Service 197512.William V F.Edward G B Organic Protective Coatings 197713.Baney R H.Maki I
49、.Akihito S 查看详情 1995(95)14.丘军.黄裕杰.胡友慧 耐高温梯形聚甲基倍半硅氧烷的合成研究期刊论文-功能高分子学报 1999(06)15.Abrabam M Characterization on the Thermal Stability of ZnS/SiO2 Nano-phosphor Film 197016.张蕾.严川伟.屈庆 有机硅热控涂层的空间环境行为期刊论文-腐蚀科学与防护技术 2003(01)17.Dworak D P.Soucek M D Protective Space Coatings:a Creamer Approach Nanoscale Mat
50、erials 2003(47)18.聂昌吉 耐磨、透明有机硅研究动向 1996(06)19.高长有.杨柏.沈家骢 有机硅耐磨涂层的制备及性能研究 1994(04)20.高长有.杨柏.沈家骢 有机硅耐磨透明涂料 1996(02)21.黄志.苏立志.李志章 颗粒增强有机硅基复合涂层的冲蚀磨损行为期刊论文-摩擦学学报 2000(05)22.Fedchak J A.Cabauy P.Cummings W J Silane Coatings for Laser-driven Polarized Hudrogen Sourcesand Targets外文期刊 199723.DU Y J.Damron M.