sp-1000特殊改(gǎi)性矽烷偶(ǒu)聯劑 | 小(xiǎo)用量，大用途

「綠色」、「環保(bǎo)」、「可持續發(fā)展」 是(shì)中國塗料行業(yè)的新标簽(qiān)。

 

中國(guó)在水(shuǐ)性塗(tú)料行(háng)業率先發(fā)力已(yǐ)經讓(ràng)國内水性(xìng)塗料技術走在(zài)了世界的前沿(yán)。水性化進(jìn)程在各個塗料領域中正如火如荼(tú)的開展，水(shuǐ)性比(bǐ)例不斷攀(pān)升。相(xiàng)比溶劑型(xíng)體系，水性塗料在環(huán)保方面具有無(wú)可比拟的優勢(shì) ，産品創新和科(kē)技升級也讓水性塗(tú)料的性能(néng)不(bú)遑多讓，「水性(xìng)化」功(gōng)在當(dāng)代，利(lì)在千秋(qiū) ！

 

水(shuǐ)性塗(tú)料體系囿于自(zì)身配(pèi)方設(shè)計的限制(zhì)，在諸多方(fāng)面的性(xìng)能最初(chū)表現并不(bú)盡人(rén)意，性能助劑 在改善(shàn)其性能方(fāng)面不(bú)可(kě)或缺。

 

其(qí)中，矽烷(wán)偶聯劑 作爲一類(lèi)重要(yào)的性能助(zhù)劑，表(biǎo)現出(chū)類拔(bá)萃，在改善水性塗料(liào)性能中至(zhì)關重(zhòng)要 。

 

 

同泰化學提(tí)供全系(xì)列(liè)的矽(xī)烷偶(ǒu)聯劑(jì)産品(pǐn) ，可(kě)匹配各(gè)種塗(tú)料、膠(jiāo)粘劑(jì)和(hé)密(mì)封膠體系(xì)，在改(gǎi)善機械(xiè)性能、提(tí)高基材粘(zhān)接、增(zēng)強塗(tú)層耐(nài)性方(fāng)面效果(guǒ)顯著。

 

特(tè)别值得一提 的是，同泰化學爲了助(zhù)力水性化(huà)進程(chéng)，創(chuàng)新(xīn)地研(yán)發出了(le)「水性(xìng)」矽(xī)烷性能助劑 ，專(zhuān)門爲水性塗料(liào)配方開(kāi)發(fā)，「小用量，大(dà)用途(tú)」 ，爲中(zhōng)國的塗料水性(xìng)化進程助力添彩。

 

有機(jī)矽(xī)偶聯(lián)劑？

 

有(yǒu)機矽偶聯(lián)劑（silane coupling agent） 是一(yī)種(zhǒng)以矽原子爲中心的(de)小分(fèn)子化(huà)合物(wù)，其應(yīng)用曆史可追溯到上(shàng)世紀 40 年代，美(měi)國約翰(hàn)霍普(pǔ)金斯大(dà)學的ralph k. witt率(lǜ)先把矽烷(wán)偶聯劑(jì)應(yīng)用在(zài)玻纖處理中 。随(suí)即，矽烷偶(ǒu)聯劑(jì)作爲(wèi)「工(gōng)業(yè)味精(jīng)」 在更廣闊的領(lǐng)域中發(fā)展出了(le)更豐(fēng)富的應用。

 

有機矽偶(ǒu)聯劑(jì)——如其名(míng)字所(suǒ)示——可以(yǐ)像「橋(qiáo)梁」一(yī)樣「偶(ǒu)聯(lián)」兩相界面 ，形(xíng)成(chéng)一座「分子橋」 聯(lián)接兩種表面：有機表面(miàn)和無機(jī)表面 。矽(xī)烷偶(ǒu)聯劑的有(yǒu)機基團 可(kě)以與對應的有機基(jī)團發(fā)生反應(yīng)，連結有機表(biǎo)面；其(qí)水解基團 可以通過(guò)反應與無機表面的活性(xìng)羟基發生反應(yīng)，連結無機(jī)表面。如此，矽(xī)烷偶聯(lián)劑就在(zài)無(wú)機和有(yǒu)機(jī)界(jiè)面之間(jiān)形成了牢(láo)固化學鍵合。

 

矽烷偶(ǒu)聯劑(jì)可用來提(tí)高樹(shù)脂塗層對(duì)底材的附着力(lì)，改善填料(liào)在樹(shù)脂中的結(jié)合力(lì)，同時改善塗層(céng)本身的漆(qī)膜耐(nài)性(xìng) 。雖然是小分(fèn)子的有機矽(xī)化合物(wù)，矽烷(wán)偶聯劑也表現(xiàn)出了與矽(xī)樹脂、矽橡(xiàng)膠和矽(xī)油等有(yǒu)機矽聚合(hé)物共(gòng)通的特性(xìng)，例如：優異(yì)的耐熱性(xìng)、耐水性、低(dī)表面(miàn)能(néng) 等(děng)特點。

 

矽烷(wán)偶聯劑與(yǔ)無機(jī)界面之間(jiān)的反(fǎn)應需要(yào)有水參與 。在(zài)微量水存(cún)在(zài)的情況下，矽(xī)烷偶聯劑水解基團即可(kě)發生水解反應，生成(chéng)矽羟(qiǎng)基(jī)，矽(xī)羟基繼而(ér)與(yǔ)無機物(wù)材料表(biǎo)面(miàn)的(de)羟基發(fā)生縮(suō)合反(fǎn)應，完成化學鍵(jiàn)合。

 

figure 1. 矽烷偶聯劑(jì)的水解縮合反(fǎn)應

 

鑒于(yú)矽烷在(zài)水中的(de)不(bú)穩定性，傳統的矽烷(wán)偶聯劑更(gèng)多适(shì)用于溶劑型或(huò)者無水(shuǐ)配方。在(zài)水性(xìng)配方中，矽烷偶聯劑的應用受(shòu)限于(yú)它在(zài)水介質中的穩定性：矽烷(wán)偶(ǒu)聯劑會在水中提(tí)前發(fā)生水(shuǐ)解縮(suō)合，繼(jì)而失效。

 

矽(xī)烷偶(ǒu)聯(lián)劑在水(shuǐ)性配方中的應用，需要其結構上的突破性創(chuàng)新。

 

水性矽烷偶(ǒu)聯劑？！

 

水(shuǐ)性(xìng)矽烷(wán)偶聯劑的概念(niàn)乍一看于(yú)原理上相悖，但同泰(tài)化學的工程師們找到了一種(zhǒng)完美的平衡方(fāng)案。矽(xī)烷與(yǔ)水的(de)反應(yīng)性和其在水介(jiè)質(zhì)中的穩(wěn)定性一般(bān)認爲無法(fǎ)兼得，水性(xìng)矽烷(wán)偶聯(lián)劑，其水解(jiě)基(jī)團(tuán)在水(shuǐ)中的反應性/穩(wěn)定性平衡(héng)是控(kòng)制關鍵(jiàn)。同泰化學研發的水性(xìng)矽烷産品，可以使其(qí)在不犧牲反應(yīng)活性的前提下(xià)，極大地(dì)提(tí)高在水(shuǐ)性(xìng)配方(fāng)中的穩定性。

 

figure 2.  水(shuǐ)性矽烷的(de)結構設(shè)計要同(tóng)時考慮到其反(fǎn)應活性和水中(zhōng)穩定性(xìng)的平衡

 

同泰(tài)化學創新地利(lì)用傳統矽烷偶(ǒu)聯劑作爲藍圖 ，将其(qí)在一(yī)定程(chéng)度上(shàng)水解(jiě)縮合(hé)，形(xíng)成(chéng)具有(yǒu)一定聚(jù)合度的(de)線性齊(qí)聚物 。該制備過程中必(bì)然消耗掉一部(bù)分水(shuǐ)解基團，但(dàn)新生(shēng)成的分子(zǐ)中，水解基團的(de)數量要(yào)多于單(dān)體矽烷(wán)偶(ǒu)聯劑(jì)中的數量(liàng) ；同時，齊聚(jù)物中的有(yǒu)機基團的(de)數量(liàng)也随着(zhe)聚合度(dù)成倍的(de)增(zēng)加 。最終生成的(de)齊聚物分(fèn)子在無機(jī)和有(yǒu)機反(fǎn)應端都具(jù)有更多的官能團(tuán) 。

 

那(nà)這個(gè)過程(chéng)中，是如何(hé)調節「水解基團(tuán)的反(fǎn)應性/穩定性平衡」 的(de)呢？

原(yuán)來，水(shuǐ)解基(jī)團的(de)反應(yīng)活性和同(tóng)一個矽(xī)原(yuán)子上(shàng)水解基團的(de)數(shù)量是有(yǒu)關系的(de)：即同時有三個(gè)水解(jiě)基團時，第(dì)三個(gè)基團活性(xìng)最高(gāo)；當被反應(yīng)掉一(yī)個之後，剩(shèng)餘水解(jiě)基(jī)團再參與(yǔ)水解縮合(hé)反應時(shí)，其活性(xìng)相應降低。

 

齊聚物分(fèn)子中(zhōng)雖然水解(jiě)基(jī)團的數(shù)量增多了，但是(shì)其(qí)單個基團的(de)反應活性有所(suǒ)下降，整體的反應活性(xìng)不升反(fǎn)降，也(yě)因(yīn)此獲得了我們需(xū)要的(de)「在水(shuǐ)性介(jiè)質(zhì)中(zhōng)的反(fǎn)應穩(wěn)定性」 。同時，齊聚物分(fèn)子的親油的特(tè)點，也(yě)能使它在(zài)水性(xìng)配方(fāng)中能主動趨利避害(hài)，更傾向(xiàng)于(yú)藏在(zài)油相當(dāng)中，隻等(děng)施工過(guò)程(chéng)中才(cái)真正發(fā)揮(huī)作用(yòng)。

 

sp-1000  ！！

 

sp-1000 是同泰化(huà)學推出的(de)水(shuǐ)性矽烷(wán)産品 ，其出(chū)色的效(xiào)果已在多種(zhǒng)應用當中被反複驗證，廣(guǎng)受客(kè)戶贊譽。

 

sp-1000 是具有環氧(yǎng)官能團的齊(qí)聚物(wù) ，其(qí)結構(gòu)中的有機(jī)基團(tuán)——環氧基團 ——具有通用性(xìng)，可與許(xǔ)多不同的有機(jī)官能團(tuán)反應；齊(qí)聚物上(shàng)同(tóng)時(shí)具備水(shuǐ)解基團 ，可(kě)以與無機基材牢固結合。sp-1000可以(yǐ)用作溶劑(jì)型體系，也可以用作(zuò)水性體系(xì)。其最(zuì)大的優(yōu)勢(shì)在于，它比傳統的單(dān)體矽(xī)烷大大提(tí)升了水解(jiě)穩定性 。

在水(shuǐ)性(xìng)介質中平衡的水解性/穩(wěn)定(dìng)性，使 sp-1000 矽烷與水(shuǐ)性體系(xì)廣泛兼容：

用于環氧分散(sàn)體等(děng)各種(zhǒng)環氧體系(xì)中，提(tí)高基(jī)材附(fù)着(zhe)力和耐腐蝕(shí)性能；

用于(yú)丙(bǐng)烯(xī)酸乳液、苯(běn)乙烯(xī)丙烯酸乳(rǔ)液中(zhōng)，提高(gāo)濕态附着(zhe)力(lì)和耐水性；

用(yòng)于水性聚氨酯等配方(fāng)，明顯改善耐鹽霧(wù)性能(néng)；

……

 

figure 3. sp-1000 典型應(yīng)用(yòng)舉例(lì)

 

sp-1000 已經(jīng)被廣泛用(yòng)在塗(tú)料、膠(jiāo)粘(zhān)劑(jì)和密封膠配方中 ，包(bāo)括(kuò)裝飾性(xìng)油漆和保護塗(tú)料、木器漆、重防(fáng)腐塗料、金(jīn)屬保(bǎo)護和防腐底漆、印刷油(yóu)墨，絲網(wǎng)印刷(shuā)油墨、瓷磚(zhuān)膠和(hé)密封(fēng)膠。作(zuò)爲性(xìng)能助劑，sp-1000能夠明(míng)顯漆膜性(xìng)質 。在低(dī)至(zhì)0.1%wt（重量(liàng)百分比）的添加(jiā)量下(xià)，就可(kě)幫助(zhù)改善(shàn)幹(gàn)态和濕(shī)态附着力(lì) ，提高(gāo)塗料、膠(jiāo)粘劑和(hé)密封(fēng)膠配(pèi)方的(de)耐(nài)腐(fǔ)蝕(shí)、改善機(jī)械性能。

 

sp-1000 與傳統的矽烷(wán)相比具(jù)有更低(dī)的(de)voc釋放當量 ，爲助力環(huán)保綠色的中國(guó)塗料行業不(bú)遺(yí)餘力(lì)！