2025-12-23 21:41
「綠色」、「環保(bao)」、「可持續發(fā)展」 是中國(guó)塗料行業(ye)的新标簽(qian)。
中國在水(shui)性塗料行(háng)業率先發(fa)力已經讓(rang)國内水性(xing)塗料技術(shu)🏃♀️走在了世(shì)界的前沿(yán)。水性化進(jìn)程在各個(ge)塗料領域(yù)中正如火(huǒ)如荼的開(kai)展,水性比(bi)例不斷攀(pān)👄升。相比溶(róng)劑型體系(xì),水性塗料(liào)在環保方(fang)面具有無(wú)可比拟的(de)優勢 ,産品(pin)創新和科(ke)技升級也(ye)讓水性塗(tu)料的性能(néng)不遑多讓(rang),「水性化」功(gong)在當代,利(li)在千秋 !
水(shui)性塗料體(tǐ)系囿于自(zì)身配方設(shè)計的限制(zhi),在諸多方(fang)面的性能(neng)最初表現(xiàn)并不盡人(ren)意,性能助(zhu)劑 在改善(shan)其性能方(fāng)面不可或(huò)缺。
其中,矽(xī)烷偶聯劑(ji) 作爲一類(lèi)重要的性(xing)能助劑,表(biǎo)現出類拔(bá)萃,在改善(shàn)水性塗料(liào)性能中至(zhì)關重要 。
同(tóng)泰化學提(tí)供全系列(liè)的矽烷偶(ǒu)聯劑産品(pin) ,可匹配各(ge)種塗料、膠(jiāo)粘劑和密(mì)封膠體系(xì),在改善機(ji)械性能、提(tí)高基材粘(zhān)接、增強塗(tu)層耐性方(fāng)面效果顯(xian)著。
特别值(zhí)得一提 的(de)是,同泰化(hua)學爲了助(zhù)力水性化(huà)進程,創新(xīn)地研發🔱出(chu)了「水性」矽(xī)烷性能助(zhu)劑 ,專門爲(wèi)水性塗料(liao)配方開發(fa),「小用量,大(da)用途」 ,爲中(zhong)國的塗料(liào)水性化進(jìn)程助力添(tian)彩。
有機矽(xī)偶聯劑?
有(you)機矽偶聯(lian)劑(Silane Coupling Agent) 是一種(zhong)以矽原子(zǐ)爲中心的(de)小分子化(hua)合物,其應(ying)用曆💁史可(kě)追溯到上(shang)世紀 40 年代(dài),美國約翰(hàn)霍普金斯(si)大🐆學的Ralph K. Witt率(lü)先把矽烷(wán)偶聯劑應(yīng)用在玻纖(xian)處理中 。随(sui)即,矽烷偶(ǒu)聯劑作爲(wei)「工業味精(jing)」 在更廣闊(kuo)的領域中(zhōng)發展出了(le)更豐富的(de)應用。
有機(ji)矽偶聯劑(jì)——如其名字(zi)所示——可以(yǐ)像「橋梁」一(yī)樣「偶聯」兩(liang)相界面 ,形(xíng)成一座「分(fen)子橋」 聯接(jie)兩種表面(mian):有機表面(mian)和無機表(biǎo)面 。矽烷偶(ǒu)聯劑的有(you)機基團 可(kě)以與對應(ying)的有機基(jī)團發生反(fǎn)應,連結有(you)機表面;其(qi)水解基團(tuan) 可以通過(guò)反應與無(wú)機表面的(de)活性羟基(ji)發生反應(yīng),連結⛹🏻♀️無🔱機(jī)表面。如此(cǐ),矽烷偶聯(lián)劑就在無(wu)機和有機(jī)🔴界面之間(jian)形成❄️了牢(lao)固化學鍵(jian)合。
矽烷偶(ǒu)聯劑可用(yòng)來提高樹(shu)脂塗層對(duì)底材的附(fù)着力,改善(shan)填料在樹(shù)脂中的結(jie)合力,同時(shi)改善塗層(céng)本身的漆(qī)膜耐性 。雖(suī)然是小分(fen)子的有機(jī)矽化合物(wu),矽烷偶聯(lián)劑也表現(xiàn)出了與矽(xi)樹脂、矽橡(xiàng)膠和矽油(you)等有機矽(xi)聚合物🐕共(gòng)通的特📐性(xing),例如:優異(yi)的耐熱性(xing)、耐水性、低(di)表面能 等(děng)特點。
矽烷(wan)偶聯劑與(yu)無機界面(miàn)之間的反(fan)應需要有(yǒu)水參與 。在(zài)微量水存(cun)在的情況(kuàng)下,矽烷偶(ǒu)聯劑水解(jie)基團即可(ke)發生水解(jie)反應,生成(chéng)矽羟基,矽(xī)羟基繼而(er)與無機物(wu)材料表面(mian)的羟基🙇♀️發(fa)生縮合反(fan)應,完成化(huà)學鍵合。
Figure 1. 矽(xī)烷偶聯劑(ji)的水解縮(suō)合反應
鑒(jian)于矽烷在(zai)水中的不(bú)穩定性,傳(chuan)統的矽烷(wán)偶聯劑更(geng)多适用于(yu)溶劑型或(huo)者無水配(pèi)方。在水性(xing)配方中,矽(xī)烷偶聯劑(ji)的應用受(shou)限♻️于它在(zai)水介質中(zhōng)的穩定性(xìng):矽烷偶聯(lián)劑會在水(shuǐ)中提前😘發(fā)生水解縮(suo)合,繼而失(shī)效。
矽烷偶(ǒu)聯劑在水(shuǐ)性配方中(zhōng)的應用,需(xū)要其結構(gòu)上的突破(po)☁️性創新。
水(shuǐ)性矽烷偶(ǒu)聯劑?!
水性(xìng)矽烷偶聯(lian)劑的概念(niàn)乍一看于(yú)原理上相(xiang)悖,但同泰(tài)化🈲學的工(gong)程師們找(zhao)到了一種(zhong)完美的平(píng)衡方案。矽(xī)烷與‼️水的(de)反應🚩性和(hé)其在水介(jie)質中的穩(wen)定性一般(ban)認㊙️爲無法(fa)兼得,水性(xing)矽烷⁉️偶聯(lian)劑,其水解(jiě)基團在水(shui)中的反應(yīng)性/穩定性(xing)平衡是控(kòng)制關鍵。同(tong)泰化學研(yán)發的水性(xing)矽烷産品(pǐn),可以使其(qí)在不犧牲(sheng)反應活🐪性(xing)的前提下(xià),極大地提(tí)高在水性(xing)配方中的(de)穩定性。
Figure 2. 水性矽(xi)烷的結構(gou)設計要同(tong)時考慮到(dào)其反應活(huó)性和水中(zhōng)穩定✉️性的(de)平衡
同泰(tai)化學創新(xīn)地利用傳(chuán)統矽烷偶(ou)聯劑作爲(wèi)藍圖 ,将其(qi)在一定程(chéng)度上水解(jie)縮合,形成(cheng)具有一定(dìng)聚合度的(de)線性齊聚(ju)物 。該制備(bei)過程中必(bi)然消耗掉(diao)一部分水(shuǐ)解基團,但(dan)新🈲生成的(de)分子中,水(shuǐ)解基團的(de)數量要多(duō)于單體矽(xi)烷偶聯劑(ji)中的數量(liàng)🐪 ;同時,齊聚(jù)物中的有(you)機基團的(de)數量也随(suí)着聚合度(du)成倍的增(zēng)加 。最終生(shēng)成的齊聚(ju)物分子在(zài)無機和有(you)機反應端(duān)都☔具有更(geng)多的官能(néng)團 。
那這個(gè)過程中,是(shi)如何調節(jie)「水解基團(tuan)的反應性(xing)/穩定性平(píng)衡」 的呢?
原(yuán)來,水解基(ji)團的反應(ying)活性和同(tong)一個矽原(yuán)子上水解(jiě)基🎯團的數(shù)量是有關(guan)系的:即同(tong)時有三個(ge)水解基團(tuan)時,第三個(gè)基團活性(xing)最高;當被(bei)反應掉一(yī)個之後,剩(sheng)餘水解基(ji)團再參與(yǔ)水解縮合(hé)反應時,其(qi)活性相應(ying)降低。
齊聚(ju)物分子中(zhōng)雖然水解(jie)基團的數(shu)量增多了(le),但是㊙️其單(dan)✌️個基🆚團的(de)反應活性(xing)有所下降(jiàng),整體的反(fan)應活性不(bu)升反降,也(ye)因此獲得(de)了我們需(xu)要的「在水(shui)性介質中(zhōng)的反應穩(wen)定性」 。同時(shí),齊聚物分(fèn)子的親油(yóu)的特點,也(ye)能使它在(zài)水性配方(fang)中能主動(dòng)趨利避害(hài),更傾向于(yu)藏在油相(xiàng)當中,隻等(děng)施工☀️過程(cheng)中才真正(zheng)發揮作用(yong)。
SP-1000 !!
SP-1000 是同泰化(hua)學推出的(de)水性矽烷(wán)産品 ,其出(chū)色的效果(guǒ)已在多種(zhong)應用當中(zhong)被反複驗(yan)證,廣受客(kè)💯戶贊譽。
SP-1000 是(shi)具有環氧(yǎng)官能團的(de)齊聚物 ,其(qi)結構中的(de)有機基團(tuán)——環氧基團(tuán) ——具有通用(yong)性,可與許(xu)多不同的(de)有機官能(neng)團反應;齊(qi)聚🚶物上同(tóng)時具備水(shuǐ)解基團 ,可(kě)以與無機(ji)基材牢固(gù)結合。SP-1000可以(yǐ)用作溶劑(ji)型體系,也(yě)可以用作(zuo)水性體系(xi)。其最大的(de)優勢在于(yú),它比傳統(tong)的單體矽(xī)烷大大提(tí)升了水解(jie)穩定性 。
在(zài)水性介質(zhi)中平衡的(de)水解性/穩(wen)定性,使 SP-1000 矽(xī)烷與水性(xing)體系廣🚶泛(fàn)兼容:
用于(yu)環氧分散(sàn)體等各種(zhong)環氧體系(xi)中,提高基(ji)材附☁️着力(lì)和耐腐蝕(shi)性能;
用于(yú)丙烯酸乳(ru)液、苯乙烯(xī)丙烯酸乳(ru)液中,提高(gāo)濕态附着(zhe)力和耐水(shuǐ)性;
用于水(shuǐ)性聚氨酯(zhi)等配方,明(míng)顯改善耐(nài)鹽霧性能(neng);
……
Figure 3. SP-1000 典型應用(yong)舉例
SP-1000 已經(jīng)被廣泛用(yòng)在塗料、膠(jiao)粘劑和密(mi)封膠配方(fang)中 ,包括裝(zhuāng)飾性油漆(qi)和保護塗(tú)料、木器漆(qi)、重防腐塗(tú)料、金屬保(bao)護和防腐(fǔ)底漆、印刷(shua)油墨,絲網(wang)印刷油墨(mò)、瓷磚膠和(hé)密封膠。作(zuo)爲性能助(zhu)劑,SP-1000能夠明(míng)顯漆膜性(xìng)質 。在低至(zhi)0.1%wt(重量百分(fèn)比)的添加(jiā)量下,就可(kě)幫助改善(shàn)幹态和濕(shi)态附着力(lì) ,提高塗料(liao)、膠粘劑和(hé)密封膠配(pei)方的耐腐(fǔ)蝕、改善機(ji)🔞械性👄能🐇。
SP-1000 與(yǔ)傳統的矽(xi)烷相比具(jù)有更低的(de)VOC釋放當量(liàng) ,爲助力環(huan)保綠色的(de)中國塗料(liào)行業不遺(yí)餘力!
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