有机硅在涂料中的应用-耐热涂料1
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由于有机硅聚合物主链是一SI—O—SI一O一键,侧基是有机基,因此,兼有无机物和有机物的特性,耐高温性能优于大多数有机树脂。
用于涂料的树脂的耐热性按下列顺序递减:纯硅树脂>有机树脂改性硅树脂>有机硅改性有机树脂>无苯乙烯的丙烯酸树脂/聚羧酸树脂>聚酯/异氰尿酸三缩水甘油酯>环氧/羧基的聚酯>丙烯酸/异氰酸酯>聚酯/异氰酸>环氧/酚醛>环氧/双氰胺>环氧/胺,所以硅树脂是耐热涂料主要的成膜物质。
在250℃ 下侧基为苯基时具有最好的耐热性。因此甲基苯基硅树脂是品种最多、产量最大的硅树脂系列产品。随着苯基含量的增加,硅树脂的耐热性提高。如道康宁硅树脂的苯基/甲基比一般是1.1~1.2,而国产硅树脂的苯基/甲基比是0.3~0.5,所以道康宁硅树脂的耐热性一般比国产硅树脂高。
若将温度提高到400℃ 以上,硅树脂上所有的取代基都会氧化,那时含较多苯基的硅树脂的热质量损失率比甲基硅树脂更大。这是因为苯基比甲基质量大,当高温氧化时,失去的也多;另外,与羟基连在同一个硅原子上的苯基具有空间位阻效应,会导致硅树脂交联困难,硫化速率下降,使其物理性能下降。这一局限性需要依靠改进工艺和配方来解决。但从另一个角度看,苯基可改善硅树脂和有机树脂的相容性,这为用硅树脂改性有机树脂提供了有利条件。如果两者混溶性不好,树脂之间会形成明显的分界面,它是树脂的薄弱环节,也会降低漆膜的物理性能,所以在选择树脂时要考虑耐热性、物理性能、硫化速率和相容性这些不同需要之间的平衡。
纯硅树脂的耐热性一般只有180~200℃,作为耐热涂料,在硅树脂中添加颜料或固体填料是重要的。