有机硅及其改性树脂防污涂料小论
来源:作者:强力化工 发布时间:2022-04-13 15:07 阅读次数:3371
有机硅低表面能防污涂料
有机硅高聚物主要有硅树脂、硅橡胶、硅油3种类型,用于涂料的有机硅高聚物主要是有机硅树脂及改性的有机硅树脂,其中有机硅树脂是具有高度支链型结构的聚甲基硅氧烷(PDMS),改性有机硅树脂包括醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、氟碳树脂等。Davies等用含氨基和甲氧基的DDMS与含羟基封端的PDMS在催化剂(二月桂酸二丁基锡)作用下反应,制得具有低表面能、适宜弹性并能降低附着生物粘附强度的防污涂料。王科等 在制备低表面能有机硅防污涂料时加入聚二甲基硅氧烷硅油,对涂膜的各项测试表明,适量硅油的加入可使涂层表面能进一步降低、疏水性增大,可显著提高涂膜的防污效果。
   有机硅改性丙烯酸树脂

有机硅树脂对底材的附着性较差,作为防污材料单独使用效果较差,而丙烯酸粘结性和成模性具佳,且价格适宜,将丙烯酸树脂与有机硅树脂复合使用可显著改善涂膜的耐热性、耐寒性、耐溶剂性和耐污性。郭虹等 用化学接枝共聚法制备了有机硅改性的聚丙烯酸树脂,通过调整有机硅树脂的含量得到丙烯酸单体最佳转化率为25%,以所得改性树脂制备防污涂料并进行实海性能测试,结果表明有机硅与丙烯酸树脂的接枝共聚物有良好的防污效果。Kawakami等 以有机硅/甲基丙烯酸甲酯为原料制备有机硅的共聚物,并且研究了共聚物的表面性能,结果表明以有机硅/ 丙烯酸酯制备的涂料兼具二者优点,具有优异的的耐水、耐沾污等特性。杨莉等 用羟基丙烯酸树脂与聚甲基硅氧烷进行接枝制得有机硅改性丙烯酸树脂,再以其制备出具有低表面能的自抛光复合型防污涂料,涂膜表面能为23.63mj、m2,具有优异的防污效果。曲园园等用有机硅树脂改性丙烯酸树脂,再将纳米Sio2 等颜填料分散于改性后的树脂中,制成具有低表面能的防污涂料,当纳米Sio2 添加量在5.5%~8%时,涂层的表面与液体接触角>98°,防污效果优。

    有机硅改性氟碳树脂

   有机硅是弹性体,容易发生形变,因此,涂层表面污物的脱落主要是由于物理作用而发生剥离。而氟碳树脂是刚性的聚合物,涂料用的氟碳树脂表面能极低,摩擦系数很小,涂层表面的污损物的脱落是通过界面之间的剪切来实现的,需要较高的能量 。虽然氟碳树脂具有低表面能及优异的耐候性、耐污性,但耐冲击性较差,涂层受外力刮擦时容易开裂而脱落,失去防污作用,此外较高的价格也使低表面能氟碳防污涂料的发展受到限制 。根据分子结构的“相似相溶” 原则,采用物理共混法冷拼将氟树脂与可常温固化的有机硅树脂直接按一定比例混合,可制得低表面能的氟硅树脂共混物。张祖文等 制备了有机硅改性的氟碳低表面能防涂料并对其进行了实海防污性能测试和接触角测定,所得涂层的初始接触角较大、表面能较低,可有效阻止海洋生物最初的附着,与单纯的有机硅树脂防污涂层相比,有机硅改性氟碳树脂涂层的防污效果更好。Robert等的研究表明,通过调整改性树脂中氟、硅树脂的配比及两元素在涂层表面的分布和原子排列,可以制成力学性能好、防污效果佳的防污涂料。Harris 等用化学合成的方法,制备出结构单元中含有对称苯环的氟硅低表面能共聚物,其涂膜耐水、耐污性能优异。周晓东等 以AIBN为引发剂,将氟碳单体与甲基丙烯酸甲酯等几种丙烯酸单体进行溶液聚合得到氟碳树脂共聚物,再用有机硅烷对其进行改性,制得具有低表面能的有机硅改性氟碳树脂,其涂膜的自清洁性和耐污性能优异。孙小英等 以甲基丙烯酸十二氟庚酯(FMA)、甲基丙烯酸聚二甲基硅氧烷基酯(SMA)及几种丙烯酸单体,通过溶液聚合反应合成出侧链含有机氟和有机硅的丙烯酸树脂,探讨了FMA,SMA 含量对树脂涂膜性能的影响,研究表明氟硅改性的丙烯酸树脂比单独的含氟或含硅改性丙烯酸树脂具有更低的表面能,涂膜的防污性能更好。
    综合来看,以氟硅树脂为基料的防污涂料比普通的防污涂料具有更好的疏水性和耐污性,因此,此类聚合改性防污涂料是未来发展的一个重要方向。

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