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偶联剂在涂料中使用效果

发布时间:2021-11-05浏览量:491

 偶联剂在涂料中使用效果

涂料一般可分为溶剂性涂料、水性涂料和粉末涂料

偶联剂用于油漆、涂料、油墨、胶粘剂和密封胶,一般有三种应用方法:底涂法、内添加法和共聚改性法。

 

1、底涂法:即是先将偶联剂(硅烷、钛酸酯)用有机溶剂溶解(开稀)后,涂刷在底材上,待溶剂挥发后,再喷漆,具体方法详见附件。此种方法可取得最好的偶联效果,也不会出现偶联剂可能与树脂体系相容稳定性不好的问题;缺点是增加了工续,往往不能被客户所接受。有一些涂料和胶粘剂(如一些聚氨酯胶粘剂)会配合一些底漆和底涂剂使用,硅烷就是加在底漆和底涂剂使用。

 

2、内添加法:即是将偶联剂作为一种添加剂直接添加到涂料配方,这是偶联剂的常规用法。这种方法比较简单,但也面临着一些问题:A. 树脂、溶剂和颜填料中所含的水分会与硅烷偶联剂反应而导致其失效,即刚添加硅烷偶联剂附着力等效果很好,但过了一段时间(如2、3个月)后这种性能就逐步消失了;B. 偶联剂可能会与树脂有一定的冲突,如氨基硅烷会导致丙烯酸树脂焦化、增稠等。对于A问题,可建议客户选择一些含水量较低的树脂、溶剂和颜填料,并做好成品的密封;或缩短使用的周期,缩短生产到最终使用的时间间隔;或可在配方中添加一些与水反应更快的物质,以起到除水剂的作用,从而起到保护偶联剂的作用,如KH-171和某些钛酸酯等。对于B问题,可能要选用一些不冲突的硅烷,如环氧基硅烷,但有时候附着力又达不到要求。这种应用中我们的目标客户就是一些涂料厂。

 

3、共聚改性法:即将乙烯基硅烷KH-171、KH-151、KH-172和甲基丙烯酰氧基硅烷570等含有不饱和双键的硅烷作为聚合单体,与丙烯酸单体、苯乙烯单体等同样含有不饱和双键单体进行共聚(如乳液共聚等),以生产出硅烷接枝改性的涂料用树脂。这种树脂已经将硅烷小分子接到聚合物的大分子上了,如硅丙乳液等,硅烷的另外一端——三甲(乙)氧基水解再与底材上羟基反应,以发挥偶联的作用。因此,这种树脂即使不添加附着力促进剂也能具有良好的附着力和耐水性。在这种应用中,我们的目标客户就是一些生产硅烷改性树脂(如硅丙乳液)的树脂厂家和一些自己生产此类树脂的涂料厂家。

 

比较常用偶联剂的油漆、涂料、油墨、胶粘剂和密封胶典型产品举例:

A. 溶剂性玻璃烤漆:此类涂料主要用于一些酒瓶、化妆品瓶、玻璃工艺品、玻璃制品的涂装,主体树脂通常为双组份环氧,或环氧-丙烯酸、醇酸等体系,常用的硅烷偶联剂是氨基硅烷KH-550、KH-792等(附着力好,但会黄变,用于浅色漆比较难)和环氧基硅烷KH-560(不着色,但附着力不如硅烷偶联剂),添加量一般是涂料的1~2%。市场上的一些所谓的附着力促进剂往往都是上述两类硅烷偶联剂,比较有代表性的是台湾德谦的1121、道康宁的Z-6121(前两者基本是一样的东西,均是某种特殊氨基硅烷的50%正丁醇溶液)和德固赛子公司迪高的ADDID 900(100%浓度),前两者的市场销售价格是170、180元/公斤左右,而后者的价格是360元/公斤左右。不过,现在很多玻璃烤漆的厂家已经在使用KH-550、KH-792、KH-602和KH-560等国产硅烷。

 

B. 环氧改性有机硅耐高温涂料:氨基硅烷如KH-550、KH-792、KH-540、KH-170在此应用中可发挥双重功效,一是附着力等性能的提升,二是交联树脂,因为氨基硅烷也可看作是烷氧基硅基胺,可以发挥胺类固化剂的作用。最近迪高公司近推出的一种74型环氧改性有机硅树脂就是配合使用KH-170使用的。

 

C. 防腐涂料、船舶涂料:乙烯基酯树脂防腐涂料用KH-570,环氧防腐涂料用KH-550(加入到胺类固化剂中)、KH-560(加入到环氧树脂中),用以提高防腐、附着、耐水等性能。

 

D. UV涂料:KH-560、KH-570,但UV涂料固化时间非常短,只有几秒到十几秒,且固化后有部分收缩,所以使用硅烷的效果差强人意。

 

E. 水性涂料:可以用我公司的KH-450、KH-578替代迈图的WETLINK 78和道康宁的Z-6042,用567替代迈图的COATOSIL 1770,这都是作为后添加型硅烷,主要针对替代国外进口产品的,此类进口产品的价格一般在200~300元/公斤的水平,很贵,但用户也较少。对于水性树脂厂和自己合成乳液的涂料厂,他们有可能使用KH-171、KH-151、KH-570。也可推荐水性钛酸酯T30T32、311W,他们彻底解决了水解不稳定的问题,并能提高填料量、降低成本,提高附着力和耐水性。