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环氧树脂是现代涂料工业应用相当广泛的热固性树脂类型之一

发布时间:2020/5/8 17:01:02 点击次数:


随着涂料工业的发展,对涂料所用原材料的要求越来越高,尤其是在高性能涂料中,其处方中最重要的基材要求更高一层,所用基材的性能要求尽可能全面适用。正是如何能够拿出一个全方位的基材来适应涂料配方的要求,这就是说在人们面前摆放一个至关重要的难题。本文试图利用树脂对主树脂进行改性处理,以其硅改性环氧树脂为例进行解释。

 


有机硅改性环氧树脂在现代涂料工业中的应用
一、环氧树脂的改性
硅改性环氧树脂在现代涂料工业中的应用
环氧树脂是现代涂料工业应用相当广泛的热固性树脂类型之一,其主要品种为双酚a型环氧树脂,约占环氧树脂总产量的90%,由此制成的涂料具有优异的耐腐蚀性、耐化学性、良好的耐湿性、耐溶剂性,其附着力优异,易固化,由于固化后交联密度高,呈三维网状结构,存在内应力大、质量脆、耐疲劳性、耐热性和耐冲击性差、耐候性差等不足,它们极大地制约了涂料在高技术领域的应用。

 


硅树脂常用的有机硅氧烷,高温稳定性好,低温柔软性好,耐候性好,绝缘性能突出,表面张力低,防水性能好。在理论上,有机硅树脂对环氧树脂的改性应提高环氧树脂的耐热性、耐候性、柔韧性、耐磨性、耐水性以及环氧树脂的再喷涂性能。而有机硅氧烷如聚二甲基硅氧烷与环氧树脂的相容性较差,因此应对其进行改性以达到预期的效果。

 


目前,用有机硅改性环氧树脂的途径主要有活性末端基反应、利用硅氧烷偶联剂的嵌段共聚物的生成、硅氧烷部分侧基的取代、硅氧烷粒子的预先制备等途径,这些改性途径通过反应机理进行物理共混接枝共聚改性的2种方法

 


(1)物理共混改性
机械共混法制备的有机硅与环氧树脂相互作用力较差,常采用增加过渡相和偶联剂的方法来改善有机硅与环氧树脂的相容性。

 


(2)共聚改性
共聚改性是使硅酮上的活性末端基,例如羟基、氨基、乙烯基、末端羧基、烷氧基与环氧树脂中的环氧基、羟基反应,生成接枝或嵌段共聚物,解决相容性问题,在固化结构中导入稳定且柔软的Si—O键,提高环氧树脂的断裂韧性含烷氧基和羟基的低物质的质量硅氧烷与环氧树脂反应,通过接枝和嵌段共聚可以制成硅酮改性环氧树脂。

 


二、涂料领域的应用
有机硅改性环氧树脂在现代涂料工业中的应用
环氧树脂粉末涂料
(1)耐高温耐腐蚀涂料
烟道气体在空气预热器中引起灰和低温腐蚀是工程实践中的一大难题,在换热器换热管上涂抹高分子耐腐蚀灰,可以解决换热器灰和低温腐蚀问题,大大降低换热器的设备材料成本,减少换热器的设备投资。因此,以硅酮改性环氧树脂为基材,添加氟硅酮树脂,降低涂层的表面张力,增大静态接触角,提高涂层表面的粘性,根据测试,该涂层的附着力为0级、硬度h级,能够承受300℃的高温,与水的静态接触角为300℃根据该涂层在换热管上的测试,水蒸气冷凝换热系数没有降低,有点增加。

 


(2)耐高温耐磨有机硅改性环氧树脂
用树脂制成的涂料可用于发动机部件之间的耐磨涂料,不同于其他保护涂料,这种涂料只能通过隔离摩擦表面来减少磨损。涂料主要是通过降低摩擦系数来提高组件的可靠性,同时也为它们提供防腐保护。它的应用可以减少磨损,为多数部件提供润滑。

 


(3)高耐候、自洁型防腐蚀涂料
这种涂料可解决耐久性差、耐腐蚀性低、基材表面处理要求高、进口防腐涂料价格高等问题。

 


(4)耐热型粉末涂料
一般环氧树脂粉末涂料耐热性不理想,耐热性在130c以下,有机硅改性环氧树脂粉末涂料可长期使用250c以上。

 


(5)超音速飞行用热防护涂料
超音速飞机在大气层飞行时,其表面温度高达400~500℃,用苯基有机硅树脂改性的e型环氧树脂的拉伸强度为7.1MPa以上,断裂伸长率为1.04%,附着力为498.4N/cm2,比热为1.627×103J/(kg·K),热导率下降(m·K),绝热性能参数为0.087kg2/(m4·s),氧乙炔烧蚀的线烧蚀率为0.194mm/s,质量烧蚀率为0.0729g/s,其绝热性能测试的结果是,在500℃的环境温度下,其背壁温度不超过260℃

 


(6)具有良好耐冲击性和长期防污的地坪涂料
目前地坪涂料的主流产品为环氧和聚氨酯类,但在耐冲击性和长期防污方面存在问题,中国科学院广州化学有限公司开发了耐冲击性优良、可长期防污的有机硅改性环氧树脂地坪涂料。

 

(7)耐核辐射涂料
耐辐射涂料主要用于核反应堆、核电站、同位素实验等易受放射性污染的建筑、装置和设备的内外表面保护,涂料要求具有高的耐辐射性和易污染性,耐腐蚀性能和其他应具有的特殊化学抵抗性,能够吸收放射线保护放射源周围的环境。

 


三、总结
1、通过环氧树脂的物理共混或化学改性,硅树脂可以提高其耐热性、耐候性、柔韧性、耐磨性、疏水性、重涂性、减少内应力。

 


2、有机硅改性环氧树脂开辟了纯环氧树脂未应用的涂料领域,其发展潜力巨大,是适合现代涂料工业发展的涂料用基材之一。

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