有机硅涂层的研究进展

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,www.C,有机硅涂层的研究进展,中蓝晨光化工研究院有限公司,张叶琴,有机硅涂层,有机硅涂层是以有机硅聚合物或有机硅改性聚合物为主要成膜物质，可涂覆于有机材料、织物、玻璃和金属等材料表面，并在催化或加热条件进行交联反应的一种高性能涂料。,有机硅材料的特性,耐高低温,耐候,疏水,键能高，耐热性能好，键长较长，键角大柔顺性好,分子结构中不含双键，不易被紫外线和臭氧分解,分子结构中朝外排列的有机基团屏蔽了,Si-O,结构，降低表面能,电阻率高，在一定温度和频率范围内稳定,优异电性能,应用领域,有机硅耐磨增硬涂层,1,有机硅防水防污涂层,2,有机硅耐高温涂层,3,有机硅耐腐蚀涂层,4,绝缘防污闪涂层,5,1.,有机硅耐磨增硬涂层,有机硅增硬涂层由,RSi(OR),3,（,R,为,Me,、,Ph,；,R,为,Me,、,Et,）在微量盐酸催化下水解缩合得到的硅树脂预聚物，涂于基材后再进一步加热固化即成坚硬耐磨的透明涂层 。,单体品种,添加增硬成分,硅烷偶联剂,性能各异的增硬耐磨涂层,聚碳酸酯、有机玻璃,、,丙烯酸树脂,等透明塑料制品,1.,有机硅耐磨增硬涂层,高长有等采用正硅酸乙酯和-环氧丙氧基三甲氧基硅烷制备了高硬度耐磨有机硅涂层，并涂覆于JD树脂(苯乙烯-双酚A-双甲基丙烯酸酯的共聚物)表面，其硬度可达56H，并且与基材还表现出了良好的粘接性。,聂昌吉以甲基三乙氧基硅烷(MTES)为主要原料，在酸催化下水解缩聚，制备了甲基硅树脂-乙醇溶液，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,。,高常有, 杨柏, 沈家骢. 有机硅耐磨涂层的制备及性能研究J. 功能材料. 1994, (4):313-316.,聂昌吉, 耐磨、透明有机硅研究动向J. 有机硅材料及应用.1996, 19(6):1-4.,1.,有机硅耐磨增硬涂层,彭瑞迈等人制备了含二氧化钛（,TiO,2,）的高硬度透明有机硅涂层，在可见光范围内的透过率均在,90,以上，铅笔硬度达到,6H,，同时还具有较好的耐热性和粘接性。,何涛等人以正硅酸乙酯和甲基三甲氧基硅烷为主要原料，并用适量的硅烷偶联剂制备了有机硅增硬涂层，在,80,下固化,3h,，其铅笔硬度可达,6H,，并可明显提高有机玻璃镜片表面的耐擦伤性能。,彭瑞迈, 陈长春.含二氧化钛的有机硅耐磨透明涂料的制备及性能研究J.涂料工业. 2010,8,(,1,),:,36-38.,何涛, 高长有.双组分有机硅涂料及其对有机玻璃表面的增强作用J.有机硅材料. 2006,11 (6):288-291.,2.,有机硅防水防污涂层,有机硅防水防污涂层具有低表面张力、光滑表面和优异的耐候性、耐久性等特点而广泛应用于建筑、建材等领域。,另外这种防污涂层表面能低，海洋生物难以附着或附着不牢固，通过流动的水或较小的机械力就可以除去污损生物， 在海洋防污材料中应用广泛。,2.,有机硅防水防污涂层,王生杰以特殊工艺制备了甲基硅树脂为主体树脂的有机硅防污涂层。,优点：,该涂层能够与基材形成牢固的化学键，,具有,良好的自洁防污效果和耐擦洗性。,机理,：,有机硅防污涂覆层降低了基材的表面能，污染物难以附着，因而表现出良好的自洁性；,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，从而实现防污功能。,王生杰,范晓东,.,新型有机硅自洁防污机理的研究,J.,涂料工业,2004, 34(7),:,8-11.,2.,有机硅防水防污涂层,范晓东等采用具有优异流动性和渗透性的高度支化有机硅聚合物制备了有机硅防污剂。,该防污剂可渗透到陶瓷、大理石等基材的表面缺陷内，与基材表面的活性基团反应形成致密的防污层，表现出优异的防污性。,发明专利申请公开说明书,. CN101020750,.,2.,有机硅防水防污涂层,Eric D,等采用溶胶,-,凝胶法制备了氟代聚硅氧烷为基料的超疏水性的涂层材料，表现出优异的防水性能。,美国专利,. US7485343.,2.,有机硅防水防污涂层,大连工业大学徐德增等人运用冷拼法制备了氟硅树脂并配制了氟硅防污涂料，涂在碳钢板上在实海挂板考察，发现氟硅防污涂层的接触角随时间的变化而变小，防污效果优于氟碳防污涂料和有机硅防污涂料。,张祖文,徐德增,由继业,.,有机硅改性氟碳防污涂料表面接触角和防污效果的研究,J.,中国涂料,. 2010 (8), 21-23,3.,有机硅耐高温涂层,有机硅树脂最突出的性能是优异的热氧化稳定性,，,以Si-O-Si为骨架,的涂层,可以在200250下长期使用而不分解或变色。,3.,有机硅耐高温涂层,短期暴露温度（,1000h,）,长期暴露温度（,1000h,）,适用颜料,350,225,二氧化钛、云母粉,525,250,氧化铁黑,650,350,铝粉、锌粉和不锈钢粉,3.,有机硅耐高温涂层,化工部常州涂料化工研究院研制一种白色耐高温防腐蚀涂料，既可加热固化，也可与固化剂配合制成常温固化涂料。该产品能在,250,条件下长期使用，漆膜附着力好、硬度高，高温下耐风沙冲刷性好，能耐航空润滑油、液压油、燃油等特种介质，能保护钢结构和铝合金在上述严酷条件下不被腐蚀破坏。,白色耐高温防腐蚀涂料研制成功,J.,表面工程资讯,. 2010, 10(6),:,21-21.,3.,有机硅耐高温涂层,王正顺等采用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷和苯基三氯硅烷合成有机硅树脂，添加云母粉、硅酸铝、钛白粉和磷酸锌等作为填料，制备了有机硅耐热涂料，这种耐高温涂料可耐,400,500,高温，表现出良好的耐高温、隔热保温性能。,王正顺,陈克复,孙京丹,刘犇,.,耐高温隔热保温有机硅涂料研究,J.,中华纸业,. 2010, (6),:,38-41.,4.,有机硅耐腐蚀涂层,环氧树脂改性有机硅树脂不仅能提高有机硅涂层的附着力和防腐能力，还能增强环氧树脂韧性、耐高温性和耐候性,，,使涂层在较高温度下具备良好的物理机械性能,。,环氧改性有机硅树脂与耐高温颜料配合使用，使涂料能在350的高温环境下，既能保持适当的物理机械性能又能具有良好的防腐蚀性能。,4.,有机硅耐腐蚀涂层,喻兰英等以环氧改性有机硅树脂作为基料，并配合适当用量的磷酸锌和氧化铬，所制得的涂层具有较好的耐高温防腐蚀性能。,黄顺道研究发现通过引入磷酸酯基团和氟聚合物可以有效提高环氧改性有机硅树脂的耐高温性能、防腐蚀性能。,喻兰英,李新跃,罗宏,陈飞英,.,环氧改性有机硅耐高温防腐涂料的研制,J.,电镀与涂饰,. 2010, 29(2):59-62.,发明专利申请公开说明书, CN101486875,4.,有机硅耐腐蚀涂层,张军科等采用乙氧基封端的有机硅低聚物对环氧树脂进行改性，用酚醛树脂作体系的交联剂，制备了一种兼有有机硅、环氧和酚醛树脂优点的可耐,500,以上的耐高温、防腐蚀涂料。,张军科, 徐勃. 耐热环氧/有机硅/酚醛树脂涂料的研制J. 化工中间体. 2008,21,(5). 13-15.,5.,绝缘防污闪涂层,污闪事故：,户外布置的电气设备的绝缘表面在运行过程中会逐渐受到气体粉尘和液体等物质的污染，当遇到雨雪天气时，其中的部分积污溶解，引起输电线路绝缘子绝缘性能下降，并在高电压作用下产生破坏性放电，严重影响电力系统的安全稳定运行。,有机硅涂层材料,具有良好的电绝缘性能、耐电弧性能和憎水性能，而且还具有长效、耐候和免维护等优点，因此成为大型输变电设备防污闪的首选涂料,。,5.,绝缘防污闪涂层,提高涂料防污闪能力的途径：,一是提高涂层的憎水性和憎水迁移性；,二是加入氢氧化铝或氢氧化镁等功能性填料改善涂层本身的耐电蚀性。,5.,绝缘防污闪涂层,王艺峰等人合成了一种含氟丙烯酸酯树脂，以其与室温固化硅橡胶组成成膜物，辅以各种助剂及填料，制备得到氟硅防污闪涂料，表现出良好的电绝缘性能和憎水性。,王艺峰，刘建国，蔡俊等,.,氟硅防污闪涂料的研制,J.,化学建材，,2007,24(1):7,-,9,5.,绝缘防污闪涂层,张超灿研究发现低分子量氟硅氧烷的加入可以明显提高硅橡胶涂层的憎水性，并且通过与适当的阻燃剂复配使用可制备良好力学性能和阻燃性能的硅橡胶涂料。,张超灿, 付晓. 含氟RTV防污闪涂层的制备J. 有机硅材料. 2010, 24(3),:,140-144.,5.,绝缘防污闪涂层,曾凡辉等采用钛酸酯偶联剂对氢氧化铝进行表面改性，制得了电气绝缘性能优异的硅橡胶防污闪涂料。表面处理显著提高了氢氧化铝与硅橡胶的相容性，从而改善涂料的耐电弧性能。,曾凡辉,姜其斌,陈宪宏,.,氢氧化铝的表面改性及其在硅橡胶涂料中的应用,J.,涂料工业,. 2007, 37(2),:,39-41.,5.,绝缘防污闪涂层,董中强等人的研究表明，氢氧化铝和十溴联苯醚的添加能明显提高硅橡胶的电绝缘性能和阻燃性能，可以用于防污闪硅橡胶涂料的开发。,陈浩等人发现在线路导线涂上硅橡胶涂料具有明显的减轻或防止覆冰的良好效果。,董中强,张良均,郑志强,叶春勇,.,复合阻燃材料和纳米气相二氧化硅对长效防污闪涂料性能的影响J. 绝缘材料. 2009, 42(1),:,59-62,陈浩, 石和平, 杨爱民. RTV防污闪涂料在导线防覆冰中的应用J. 河南电力. 2006, 34(3),:,31-31.,结语,需要进一步开展的工作,：,一是固化手段的改进和成膜过程的机理研究；,二是在有机硅分子结构中引入氨基,、环氧基和烯丙基等官能团来改善有机硅的物理性能和化学反应活性；,三是选择采用环型、梯型、笼型和超支化等非线性结构的有机硅材料，进一步优化材料性能。,谢 谢,!,中蓝晨光化工研究院有限公司,