産品 | 小(xiǎo)用量，大(dà)用途

發布時間：

2021-07-22


「綠色」、「環保」、「可持續發展」是中(zhōng)國塗料行業的新标簽。

中(zhōng)國在水性塗料行業率先發力已經讓國内水性塗料技術走在了世界的前沿。水性化進程在各個塗料領域中(zhōng)正如火(huǒ)如荼的開(kāi)展，水性比例不斷攀升。相比溶劑型體(tǐ)系，水性塗料在環保方面具有無可比拟的優勢，産品創新和科技升級也讓水性塗料的性能不遑多讓，「水性化」功在當代，利在千秋！

水性塗料體(tǐ)系囿于自身配方設計的限制，在諸多方面的性能最初表現并不盡人意，性能助劑在改善其性能方面不可或缺。

其中(zhōng)，矽烷偶聯劑作爲一(yī)類重要的性能助劑，表現出類拔萃，在改善水性塗料性能中(zhōng)至關重要。

 


邁圖提供全系列的矽烷偶聯劑産品，可匹配各種塗料、膠粘劑和密封膠體(tǐ)系，在改善機械性能、提高基材粘接、增強塗層耐性方面效果顯著。

特别值得一(yī)提的是，邁圖爲了助力水性化進程，創新地研發出了「水性」矽烷性能助劑，專門爲水性塗料配方開(kāi)發，「小(xiǎo)用量，大(dà)用途」，爲中(zhōng)國的塗料水性化進程助力添彩。

有機矽偶聯劑？

有機矽偶聯劑（Silane Coupling Agent）是一(yī)種以矽原子爲中(zhōng)心的小(xiǎo)分(fēn)子化合物(wù)，其應用曆史可追溯到上世紀 40 年代，美國約翰霍普金斯大(dà)學的Ralph K. Witt率先把矽烷偶聯劑應用在玻纖處理中(zhōng)。随後，邁圖有機矽的前身——美國聯合碳化物(wù)公司UNION CARBIDE首次實現了有機矽化學品的工(gōng)業化生(shēng)産。随即，矽烷偶聯劑作爲「工(gōng)業味精」在更廣闊的領域中(zhōng)發展出了更豐富的應用。

有機矽偶聯劑——如其名字所示——可以像「橋梁」一(yī)樣「偶聯」兩相界面，形成一(yī)座「分(fēn)子橋」聯接兩種表面：有機表面和無機表面。矽烷偶聯劑的有機基團可以與對應的有機基團發生(shēng)反應，連結有機表面；其水解基團可以通過反應與無機表面的活性羟基發生(shēng)反應，連結無機表面。如此，矽烷偶聯劑就在無機和有機界面之間形成了牢固化學鍵合。


Figure 1. 有機矽偶聯劑的基本結構和其作用原理

矽烷偶聯劑可用來提高樹(shù)脂塗層對底材的附着力，改善填料在樹(shù)脂中(zhōng)的結合力，同時改善塗層本身的漆膜耐性。雖然是小(xiǎo)分(fēn)子的有機矽化合物(wù)，矽烷偶聯劑也表現出了與矽樹(shù)脂、矽橡膠和矽油等有機矽聚合物(wù)共通的特性，例如：優異的耐熱性、耐水性、低表面能等特點。

矽烷偶聯劑與無機界面之間的反應需要有水參與。在微量水存在的情況下(xià)，矽烷偶聯劑水解基團即可發生(shēng)水解反應，生(shēng)成矽羟基，矽羟基繼而與無機物(wù)材料表面的羟基發生(shēng)縮合反應，完成化學鍵合。


Figure 2.矽烷偶聯劑的水解縮合反應

鑒于矽烷在水中(zhōng)的不穩定性，傳統的矽烷偶聯劑更多适用于溶劑型或者無水配方。在水性配方中(zhōng)，矽烷偶聯劑的應用受限于它在水介質中(zhōng)的穩定性：矽烷偶聯劑會在水中(zhōng)提前發生(shēng)水解縮合，繼而失效。

矽烷偶聯劑在水性配方中(zhōng)的應用，需要其結構上的突破性創新。

水性矽烷偶聯劑？！

水性矽烷偶聯劑的概念乍一(yī)看于原理上相悖，但邁圖的工(gōng)程師們找到了一(yī)種完美的平衡方案。矽烷與水的反應性和其在水介質中(zhōng)的穩定性一(yī)般認爲無法兼得，水性矽烷偶聯劑，其水解基團在水中(zhōng)的反應性/穩定性平衡是控制關鍵。邁圖研發的水性矽烷産品，可以使其在不犧牲反應活性的前提下(xià)，極大(dà)地提高在水性配方中(zhōng)的穩定性。


Figure 3. 水性矽烷的結構設計要同時考慮到其反應活性和水中(zhōng)穩定性的平衡

邁圖創新地利用傳統矽烷偶聯劑作爲藍(lán)圖，将其在一(yī)定程度上水解縮合，形成具有一(yī)定聚合度的線性齊聚物(wù)。該制備過程中(zhōng)必然消耗掉一(yī)部分(fēn)水解基團，但新生(shēng)成的分(fēn)子中(zhōng)，水解基團的數量要多于單體(tǐ)矽烷偶聯劑中(zhōng)的數量；同時，齊聚物(wù)中(zhōng)的有機基團的數量也随着聚合度成倍的增加。最終生(shēng)成的齊聚物(wù)分(fēn)子在無機和有機反應端都具有更多的官能團。

那這個過程中(zhōng)，是如何調節「水解基團的反應性/穩定性平衡」的呢？

原來，水解基團的反應活性和同一(yī)個矽原子上水解基團的數量是有關系的：即同時有三個水解基團時，第三個基團活性最高；當被反應掉一(yī)個之後，剩餘水解基團再參與水解縮合反應時，其活性相應降低。

齊聚物(wù)分(fēn)子中(zhōng)雖然水解基團的數量增多了，但是其單個基團的反應活性有所下(xià)降，整體(tǐ)的反應活性不升反降，也因此獲得了我(wǒ)們需要的「在水性介質中(zhōng)的反應穩定性」。同時，齊聚物(wù)分(fēn)子的親油的特點，也能使它在水性配方中(zhōng)能主動趨利避害，更傾向于藏在油相當中(zhōng)，隻等施工(gōng)過程中(zhōng)才真正發揮作用。

CoatOSil® MP 200！！

CoatOSil MP 200是邁圖推出的水性矽烷産品，其出色的效果已在多種應用當中(zhōng)被反複驗證，廣受客戶贊譽。

CoatOSil MP 200是具有環氧官能團的齊聚物(wù)，其結構中(zhōng)的有機基團——環氧基團——具有通用性，可與許多不同的有機官能團反應；齊聚物(wù)上同時具備水解基團，可以與無機基材牢固結合。CoatOSil MP 200可以用作溶劑型體(tǐ)系，也可以用作水性體(tǐ)系。其最大(dà)的優勢在于，它比傳統的單體(tǐ)矽烷大(dà)大(dà)提升了水解穩定性。

在水性介質中(zhōng)平衡的水解性/穩定性，使 CoatOSil MP 200 矽烷與水性體(tǐ)系廣泛兼容：

用于環氧分(fēn)散體(tǐ)等各種環氧體(tǐ)系中(zhōng)，提高基材附着力和耐腐蝕性能；

用于丙烯酸乳液、苯乙烯丙烯酸乳液中(zhōng)，提高濕态附着力和耐水性；

用于水性聚氨酯等配方，明顯改善耐鹽霧性能；

……


Figure 4. CoatOSil MP 200典型應用舉例

CoatOSil MP 200已經被廣泛用在塗料、膠粘劑和密封膠配方中(zhōng)，包括裝飾性油漆和保護塗料、木器漆、重防腐塗料、金屬保護和防腐底漆、印刷油墨，絲網印刷油墨、瓷磚膠和密封膠。作爲性能助劑，CoatOSil MP 200能夠明顯漆膜性質。在低至0.1%wt（重量百分(fēn)比）的添加量下(xià)，就可幫助改善幹态和濕态附着力，提高塗料、膠粘劑和密封膠配方的耐腐蝕、改善機械性能。

CoatOSil MP 200與傳統的矽烷相比具有更低的VOC釋放(fàng)當量，爲助力環保綠色的中(zhōng)國塗料行業不遺餘力！

CoatOSil MP 200在諸多水性塗料體(tǐ)系中(zhōng)，不僅表現出了出色的配方穩定性，更能長效改善塗料配方的各種性能，已被廣泛的應用在工(gōng)業防腐、集裝箱漆、鋼結構防腐、工(gōng)程機械、建築和木器塗料、混凝土塗料和屋頂塗料中(zhōng)。它所帶來的良好的粘接力，以及耐腐蝕性、耐久性、抗紫外(wài)線性、疏水性等，能讓我(wǒ)們在水性化進程中(zhōng)走的更穩固、更安心。