SP-1000特殊改性矽烷偶聯劑 | 小用量，大用途

「綠色」、「環保(bǎo)」、「可持(chí)續發展」 是中國塗料行業的新(xīn)标簽。

 

中國在水性塗料行業率先(xiān)發力已經讓國内水性(xìng)塗料技術走在(zài)了世界的前沿。水性化進程在(zài)各個(gè)塗料領域中正如(rú)火如荼的開展，水(shuǐ)性比例不斷攀升。相比溶劑(jì)型體系，水性塗料在環保方面具(jù)有無可比拟的優勢 ，産品創新和科技升級也讓水性塗料(liào)的性(xìng)能不遑多讓，「水性(xìng)化」功在當代，利在千秋 ！

 

水性塗料體系囿于自(zì)身配(pèi)方(fāng)設計的限制，在諸多方(fāng)面的性(xìng)能最初表現并不盡(jìn)人意，性能助劑 在改善其性能方面不(bú)可或缺。

 

其中，矽烷偶聯劑 作爲一類(lèi)重要的性能助劑，表現出類(lèi)拔萃，在改(gǎi)善水性塗料(liào)性能中至關重要 。

 

 

同泰化(huà)學提供全系列的矽烷偶聯劑産品 ，可匹配各種塗料、膠粘劑和密封膠體系，在改善機械性能、提(tí)高基(jī)材粘接、增強塗層耐性方面效果(guǒ)顯(xiǎn)著。

 

特别值得一提(tí) 的是，同泰化學爲了助(zhù)力水性化進程(chéng)，創新地研發出(chū)了「水性」矽烷性能助(zhù)劑 ，專門爲水性(xìng)塗料配方開發，「小用量，大用途」 ，爲中國的塗料水性化進程助力添(tiān)彩。

 

有機矽偶聯劑？

 

有機矽偶聯(lián)劑（Silane Coupling Agent） 是一種以矽原子爲中心的小分子化合物，其應用曆史可追溯到上世紀 40 年代(dài)，美(měi)國約翰霍普金斯大學的Ralph K. Witt率先把矽烷偶聯劑應用在(zài)玻纖處理中 。随即，矽烷(wán)偶聯劑作爲「工業味精(jīng)」 在更廣闊的領域中發展出了更豐富的應用。

 

有機矽偶聯(lián)劑(jì)——如其名字所示——可以像「橋梁」一樣「偶聯」兩相界面 ，形(xíng)成一座「分子橋」 聯接兩種表面：有機(jī)表面和無機表面(miàn) 。矽烷偶聯劑的有機基團 可以與對應的有機基(jī)團發生反應，連結(jié)有機表面；其水解基(jī)團 可以通過反應與無機表面的(de)活性羟基發生反應(yīng)，連結無機表面。如此(cǐ)，矽烷偶聯劑就在無機和有機界面之間(jiān)形成了牢固化學鍵(jiàn)合。

 

矽烷偶(ǒu)聯劑可用來提高樹脂塗層對(duì)底材的附着力，改善填料在樹脂中的結合力，同時改善塗層本身的漆膜耐性 。雖然是小分子的有機(jī)矽化合物，矽烷偶聯(lián)劑也表現出(chū)了與矽樹脂、矽橡膠和矽油等有(yǒu)機矽聚合物共(gòng)通(tōng)的特性，例如：優異的耐熱性(xìng)、耐水(shuǐ)性、低表面能 等特點。

 

矽烷(wán)偶聯劑與無機界面(miàn)之間的反應需要有水參與 。在微(wēi)量水存(cún)在的情況下，矽烷偶聯劑水解基團即可發生水解反應，生成矽羟基(jī)，矽羟基繼而與無機物材料表面的羟基發生縮(suō)合反(fǎn)應，完(wán)成化(huà)學鍵合。

 

Figure 1. 矽烷偶聯劑的水解縮合反應

 

鑒于矽烷在水中(zhōng)的不(bú)穩定性，傳統的矽烷偶聯劑更多适用于溶劑型或(huò)者無水配方。在水性配方中，矽烷偶聯劑的(de)應用(yòng)受限(xiàn)于它在水介質中的穩(wěn)定性(xìng)：矽(xī)烷偶聯劑會在水中提前發生水解縮(suō)合，繼而失效。

 

矽烷(wán)偶聯劑在水性配方中的應(yīng)用，需要其結構上的突(tū)破性創新。

 

水性矽烷偶聯劑？！

 

水性矽烷偶聯劑的概念(niàn)乍一看于原理上相悖，但同泰化學(xué)的工程師們找到了一種完美的(de)平衡方案。矽烷與(yǔ)水的反應性和其在水介質中的穩定性一般認爲(wèi)無法兼得，水性矽烷偶聯劑，其水解基團在水中的反應性/穩(wěn)定性平衡(héng)是控制關鍵(jiàn)。同泰化學研發的水性(xìng)矽烷産品，可以使其在不犧牲(shēng)反應活性的前提下，極大地提高在水性(xìng)配方中的穩定性。

 

Figure 2.  水性矽烷的結構設計要同(tóng)時考慮到其反應活(huó)性和水中穩定性的平衡

 

同泰化學(xué)創新地利用傳統矽烷偶聯劑作爲藍圖 ，将(jiāng)其(qí)在一定程度上水解(jiě)縮合，形成具有一定聚合度的(de)線性齊聚物 。該制備過(guò)程中必然消耗掉一部(bù)分水(shuǐ)解基團，但新(xīn)生成的分子(zǐ)中，水解基團的數量要多(duō)于單體矽烷偶聯劑(jì)中的(de)數量 ；同時(shí)，齊聚物中的有(yǒu)機基團的數量也随着聚合度成倍的增加 。最終生成的齊聚物分子在無機和有(yǒu)機反應端都具有更(gèng)多的官能團 。

 

那這個過程中，是如何調節「水解基團的反應性/穩定性平衡」 的(de)呢？

原來，水解(jiě)基團的反應活性和同(tóng)一個矽原(yuán)子上水解基團的數量是(shì)有關系的：即同時有三個水解基(jī)團(tuán)時(shí)，第三個基團活性(xìng)最高；當被反應(yīng)掉一個之後，剩餘水解基(jī)團再參與(yǔ)水解縮合反應時，其活性相應降低。

 

齊聚(jù)物分子中雖然水解基(jī)團(tuán)的數(shù)量增多了，但是(shì)其單個基團的反應活性有所下降，整體的反應活性不升反降，也因此獲得了我們需要的(de)「在水性介質中的反應穩(wěn)定性」 。同時，齊聚物分(fèn)子的親油的特點，也能使它在(zài)水性配方中能主動趨利避害(hài)，更傾向(xiàng)于藏在油相當中，隻等施工過程中才真正發揮作用。

 

SP-1000  ！！

 

SP-1000 是同泰化學推出的水性矽烷産品 ，其出色的效果已在多種應用當中被反複驗(yàn)證，廣(guǎng)受(shòu)客(kè)戶贊譽。

 

SP-1000 是具有環氧官能團的齊聚物 ，其結構中的有機基團(tuán)——環氧基團 ——具有通用性，可與許多不同的有機(jī)官能團反應；齊聚物上同時具備水解基(jī)團 ，可以與無機基材牢固結合。SP-1000可以用作溶劑型體系，也可以用作水性體(tǐ)系。其最大的優勢在于(yú)，它比傳統的單體矽烷大大提(tí)升了水解穩定(dìng)性 。

在水性介質中平衡的水解性/穩定性，使 SP-1000 矽烷與水性(xìng)體系(xì)廣泛兼容：

用于(yú)環氧分散體等各種環氧體系中，提高(gāo)基(jī)材附着力和耐腐蝕性能；

用于丙烯酸乳液、苯(běn)乙烯丙烯酸乳液(yè)中，提高濕态附着(zhe)力和耐水性；

用(yòng)于水性聚氨酯等配方，明(míng)顯改善耐鹽霧性能；

……

 

Figure 3. SP-1000 典型應用舉例

 

SP-1000 已經被廣泛用在塗料、膠粘劑和密封膠配方中 ，包括裝飾性油漆(qī)和保護塗料、木器漆、重防腐塗料、金屬(shǔ)保護和防腐底漆、印刷油墨，絲網(wǎng)印刷油墨(mò)、瓷磚膠和密封膠。作爲性能助劑，SP-1000能(néng)夠明顯漆膜性質 。在低至0.1%wt（重量百分比）的添加量下，就可幫助(zhù)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(jī)械性能。

 

SP-1000 與傳統的矽烷相(xiàng)比具有更(gèng)低的VOC釋放(fàng)當量 ，爲助力環保(bǎo)綠色的中國塗料行業不遺餘力！