有机硅涂层的研究进展

1、www.C 有机硅涂层的研究进展有机硅涂层的研究进展 www.C 有机硅涂层有机硅涂层 有机硅涂层是以有机硅聚合物或有机硅改性聚合物有机硅涂层是以有机硅聚合物或有机硅改性聚合物 为主要成膜物质，可涂覆于有机材料、织物、玻璃为主要成膜物质，可涂覆于有机材料、织物、玻璃 和金属等材料表面，并在催化或加热条件进行交联和金属等材料表面，并在催化或加热条件进行交联 反应的一种高性能涂料。反应的一种高性能涂料。 www.C 有机硅材料的特性有机硅材料的特性 耐高低温耐高低温耐候耐候疏水疏水 键能高，键能高， 耐热性能耐热性能 好，键长好，键长 较长，键较长，键 角大柔顺角大柔顺 性好性好 分子结构中分子结

2、构中 不含双键，不含双键， 不易被紫外不易被紫外 线和臭氧分线和臭氧分 解解 分子结构分子结构 中朝外排中朝外排 列的有机列的有机 基团屏蔽基团屏蔽 了了Si-O结结 构，降低构，降低 表面能表面能 电阻率高，电阻率高， 在一定温在一定温 度和频率度和频率 范围内稳范围内稳 定定 优异电性能优异电性能 www.C 应用领域应用领域 有机硅耐磨增硬涂层有机硅耐磨增硬涂层1 有机硅防水防污涂层有机硅防水防污涂层2 有机硅耐高温涂层有机硅耐高温涂层3 有机硅耐腐蚀涂层有机硅耐腐蚀涂层4 绝缘防污闪涂层绝缘防污闪涂层5 www.C 1.有机有机硅耐磨增硬涂层硅耐磨增硬涂层 有机硅增硬涂层由有机硅增硬涂

3、层由RSi(OR)3（R为为Me、Ph；R 为为Me、Et）在微量盐酸催化下水解缩合得到的硅）在微量盐酸催化下水解缩合得到的硅 树脂预聚物，涂于基材后再进一步加热固化即成树脂预聚物，涂于基材后再进一步加热固化即成 坚硬耐磨的透明涂层坚硬耐磨的透明涂层 。 单体品种单体品种 添加增硬成分添加增硬成分 硅烷偶联剂硅烷偶联剂 性能各异的增硬耐磨性能各异的增硬耐磨 涂层涂层 聚碳酸酯、有机玻璃聚碳酸酯、有机玻璃丙烯酸树脂丙烯酸树脂 等透明塑料制品等透明塑料制品 www.C 1.有机硅耐磨增硬涂层有机硅耐磨增硬涂层 高长有等采用正硅酸乙酯和高长有等采用正硅酸乙酯和-环氧丙氧基三甲氧基环氧丙氧基三甲氧基

4、硅烷制备了高硬度耐磨有机硅涂层，并涂覆于硅烷制备了高硬度耐磨有机硅涂层，并涂覆于JD 树脂树脂(苯乙烯苯乙烯-双酚双酚A-双甲基丙烯酸酯的共聚物双甲基丙烯酸酯的共聚物)表面，表面， 其硬度可达其硬度可达56H，并且与基材还表现出了良好的，并且与基材还表现出了良好的 粘接性。粘接性。 聂昌吉以甲基三乙氧基硅烷聂昌吉以甲基三乙氧基硅烷(MTES)为主要原料，为主要原料， 在酸催化下水解缩聚，制备了甲基硅树脂在酸催化下水解缩聚，制备了甲基硅树脂-乙醇溶乙醇溶 液，固化后形成高度交联的有机硅树脂，涂膜坚硬、液，固化后形成高度交联的有机硅树脂，涂膜坚硬、 透明且耐磨性优良透明且耐磨性优良。 高常有 高常

5、有, , 杨柏杨柏, , 沈家骢沈家骢. . 有机硅耐磨涂层的制备及性有机硅耐磨涂层的制备及性 能研究能研究J. J. 功能材料功能材料. 1994, (4):313-316. 1994, (4):313-316. 聂昌吉聂昌吉, , 耐磨、透明有机硅研究动向耐磨、透明有机硅研究动向J. J. 有机硅材有机硅材 料及应用料及应用.1996, 19(6):1-4.1996, 19(6):1-4. www.C 1.有机硅耐磨增硬涂层有机硅耐磨增硬涂层 彭瑞迈彭瑞迈等人制备了含二氧化钛（等人制备了含二氧化钛（TiO2）的高硬度）的高硬度 透明有机硅涂层，在可见光范围内的透过率均在透明有机硅涂层，在可

6、见光范围内的透过率均在 90以上，铅笔硬度达到以上，铅笔硬度达到6H，同时还具有较好的，同时还具有较好的 耐热性和粘接性。耐热性和粘接性。 何涛等人以正硅酸乙酯和甲基三甲氧基硅烷为主何涛等人以正硅酸乙酯和甲基三甲氧基硅烷为主 要原料，并用适量的硅烷偶联剂制备了有机硅增要原料，并用适量的硅烷偶联剂制备了有机硅增 硬涂层，在硬涂层，在80下固化下固化3h，其铅笔硬度可达，其铅笔硬度可达6H， 并可明显提高有机玻璃镜片表面的耐擦伤性能。并可明显提高有机玻璃镜片表面的耐擦伤性能。 彭瑞迈彭瑞迈, , 陈长春陈长春. .含二氧化钛的有机硅耐磨透明涂料的制备及性能含二氧化钛的有机硅耐磨透明涂料的制备及性能

7、 研究研究J.J.涂料工业涂料工业. 2010, . 2010, 8 8( (1 1) ): :36-38.36-38. 何涛何涛, , 高长有高长有. .双组分有机硅涂料及其对有机玻璃表面的增强作用双组分有机硅涂料及其对有机玻璃表面的增强作用 J.J.有机硅材料有机硅材料. 2006,11 (6):288-291. 2006,11 (6):288-291. www.C 2.有机有机硅防水防污涂层硅防水防污涂层 有机硅防水防污涂层具有低表面张力、光滑表面有机硅防水防污涂层具有低表面张力、光滑表面 和优异的耐候性、耐久性等特点而广泛应用于建和优异的耐候性、耐久性等特点而广泛应用于建 筑、建材等筑

8、、建材等领域。领域。 另外这种防污涂层表面能低，海洋生物难以附着另外这种防污涂层表面能低，海洋生物难以附着 或附着不牢固，通过流动的水或较小的机械力就或附着不牢固，通过流动的水或较小的机械力就 可以除去污损生物，可以除去污损生物， 在海洋防污材料中应用广泛。在海洋防污材料中应用广泛。 www.C 2.有机硅防水防污涂层有机硅防水防污涂层 王生杰以特殊工艺制备了甲基硅树脂为主体树脂王生杰以特殊工艺制备了甲基硅树脂为主体树脂 的有机硅防污涂层。的有机硅防污涂层。 优点：优点：该涂层能够与基材形成牢固的化学键，具有良好该涂层能够与基材形成牢固的化学键，具有良好 的自洁防污效果和耐擦洗性。的自洁防污效

9、果和耐擦洗性。 机理：机理： 有机硅防污涂覆层降低了基材的表面能，污染物难以附着，有机硅防污涂覆层降低了基材的表面能，污染物难以附着， 因而表现出良好的自洁性；因而表现出良好的自洁性； 硅树脂低聚物在基材的气孔等表面缺陷内形成憎水交联网硅树脂低聚物在基材的气孔等表面缺陷内形成憎水交联网 络，阻止污染物侵入基材内部，从而实现防污功能。络，阻止污染物侵入基材内部，从而实现防污功能。 王生杰王生杰, , 范晓东范晓东. . 新型有机硅自洁防污机理新型有机硅自洁防污机理 的研究的研究J.J.涂料工业涂料工业,2004, 34(7),2004, 34(7): :8-11.8-11. www.C 2.有机

10、硅防水防污涂层有机硅防水防污涂层 范晓东等采用具有优异流动性和渗透性的高度支范晓东等采用具有优异流动性和渗透性的高度支 化有机硅聚合物制备了有机硅防污化有机硅聚合物制备了有机硅防污剂。剂。 该防污剂可渗透到陶瓷、大理石等基材的表面缺该防污剂可渗透到陶瓷、大理石等基材的表面缺 陷内，与基材表面的活性基团反应形成致密的防陷内，与基材表面的活性基团反应形成致密的防 污层，表现出优异的防污性。污层，表现出优异的防污性。 发明专利申请公开说明书发明专利申请公开说明书. CN101020750. CN101020750. www.C 2.有机硅防水防污涂层有机硅防水防污涂层 Eric D等采用溶胶等采用溶

11、胶-凝胶法制备了氟代聚硅氧烷为凝胶法制备了氟代聚硅氧烷为 基料的超疏水性的涂层材料，表现出优异的防水基料的超疏水性的涂层材料，表现出优异的防水 性能。性能。 美国专利美国专利. US7485343. US7485343. www.C 2.有机硅防水防污涂层有机硅防水防污涂层 大连工业大学徐德增等人运用冷拼法制备了氟硅大连工业大学徐德增等人运用冷拼法制备了氟硅 树脂并配制了氟硅防污涂料，涂在碳钢板上在实树脂并配制了氟硅防污涂料，涂在碳钢板上在实 海挂板考察，发现氟硅防污涂层的接触角随时间海挂板考察，发现氟硅防污涂层的接触角随时间 的变化而变小，防污效果优于氟碳防污涂料和有的变化而变小，防污效果优

12、于氟碳防污涂料和有 机硅防污涂料。机硅防污涂料。 张祖文张祖文, , 徐德增徐德增, , 由继业由继业. . 有机硅改性氟碳防污有机硅改性氟碳防污 涂料表面接触角和防污效果的研究涂料表面接触角和防污效果的研究J. J. 中国涂中国涂 料料. 2010 (8), 21-23. 2010 (8), 21-23 www.C 3.有机有机硅耐高温涂层硅耐高温涂层 有机硅树脂最突出的性能是优异的热氧化稳定有机硅树脂最突出的性能是优异的热氧化稳定 性，以性，以Si-O-Si为骨架的涂层可以在为骨架的涂层可以在200250 下长期使用而不分解或变色。下长期使用而不分解或变色。 www.C 3.有机硅耐高温涂

13、层有机硅耐高温涂层 短期暴露温度短期暴露温度 （1000h） 长期暴露温度长期暴露温度 （1000h） 适用颜料适用颜料 350225二氧化钛、云二氧化钛、云 母粉母粉 525250氧化铁黑氧化铁黑 650350铝粉、锌粉和铝粉、锌粉和 不锈钢粉不锈钢粉 www.C 3.有机硅耐高温涂层有机硅耐高温涂层 化工部常州涂料化工研究院研制一种白色耐高温化工部常州涂料化工研究院研制一种白色耐高温 防腐蚀涂料，既可加热固化，也可与固化剂配合防腐蚀涂料，既可加热固化，也可与固化剂配合 制成常温固化涂料。该产品能在制成常温固化涂料。该产品能在250条件下长条件下长 期使用，漆膜附着力好、硬度高，高温下耐风沙

14、期使用，漆膜附着力好、硬度高，高温下耐风沙 冲刷性好，能耐航空润滑油、液压油、燃油等特冲刷性好，能耐航空润滑油、液压油、燃油等特 种介质，能保护钢结构和铝合金在上述严酷条件种介质，能保护钢结构和铝合金在上述严酷条件 下不被腐蚀破坏。下不被腐蚀破坏。 白色耐高温防腐蚀涂料研制成功白色耐高温防腐蚀涂料研制成功J. J. 表面工表面工 程资讯程资讯. 2010, 10(6). 2010, 10(6): : 21-21. 21-21. www.C 3.有机硅耐高温涂层有机硅耐高温涂层 王正顺等采用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷和王正顺等采用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷和 苯基三氯硅烷合成有机硅树脂，添加

15、云母粉、硅苯基三氯硅烷合成有机硅树脂，添加云母粉、硅 酸铝、钛白粉和磷酸锌等作为填料，制备了有机酸铝、钛白粉和磷酸锌等作为填料，制备了有机 硅耐热涂料，这种耐高温涂料可耐硅耐热涂料，这种耐高温涂料可耐400500高高 温，表现出良好的耐高温、隔热保温性能。温，表现出良好的耐高温、隔热保温性能。 王正顺王正顺, , 陈克复陈克复, , 孙京丹孙京丹, , 刘刘犇犇. . 耐高温隔耐高温隔 热保温有机硅涂料研究热保温有机硅涂料研究J. J. 中华纸业中华纸业. 2010, . 2010, (6)(6): :38-41.38-41. www.C 4.有机有机硅耐腐蚀涂层硅耐腐蚀涂层 环氧树脂改性有机

16、硅树脂不仅能提高有机硅涂层环氧树脂改性有机硅树脂不仅能提高有机硅涂层 的附着力和防腐能力，还能增强环氧树脂韧性、的附着力和防腐能力，还能增强环氧树脂韧性、 耐高温性和耐候性，使涂层在较高温度下具备良耐高温性和耐候性，使涂层在较高温度下具备良 好的物理机械性能。好的物理机械性能。 环氧改性有机硅树脂与耐高温颜料配合使用，使环氧改性有机硅树脂与耐高温颜料配合使用，使 涂料能在涂料能在350的高温环境下，既能保持适当的的高温环境下，既能保持适当的 物理机械性能又能具有良好的防腐蚀性能。物理机械性能又能具有良好的防腐蚀性能。 www.C 4.有机硅耐腐蚀涂层有机硅耐腐蚀涂层 喻兰英等以环氧改性有机硅树

17、脂作为基料，并配喻兰英等以环氧改性有机硅树脂作为基料，并配 合适当用量的磷酸锌和氧化铬，所制得的涂层具合适当用量的磷酸锌和氧化铬，所制得的涂层具 有较好的耐高温防腐蚀性能。有较好的耐高温防腐蚀性能。 黄顺道研究发现通过引入磷酸酯基团和氟聚合物黄顺道研究发现通过引入磷酸酯基团和氟聚合物 可以有效提高环氧改性有机硅树脂的耐高温性能、可以有效提高环氧改性有机硅树脂的耐高温性能、 防腐蚀性能。防腐蚀性能。 喻兰英喻兰英, , 李新跃李新跃, , 罗宏罗宏, , 陈飞英陈飞英. . 环氧改性有机硅耐环氧改性有机硅耐 高温防腐涂料的研制高温防腐涂料的研制J. J. 电镀与涂饰电镀与涂饰. 2010, 29

18、(2):59-62. 2010, 29(2):59-62. 发明专利申请公开说明书发明专利申请公开说明书, CN101486875, CN101486875 www.C 4.有机硅耐腐蚀涂层有机硅耐腐蚀涂层 张军科等采用乙氧基封端的有机硅低聚物对环氧张军科等采用乙氧基封端的有机硅低聚物对环氧 树脂进行改性，用酚醛树脂作体系的交联剂，制树脂进行改性，用酚醛树脂作体系的交联剂，制 备了一种兼有有机硅、环氧和酚醛树脂优点的可备了一种兼有有机硅、环氧和酚醛树脂优点的可 耐耐500以上的耐高温、防腐蚀涂料。以上的耐高温、防腐蚀涂料。 张军科张军科, , 徐勃徐勃. . 耐热环氧耐热环氧/ /有机硅有机硅

19、/ /酚醛树脂涂料的研制酚醛树脂涂料的研制 J. J. 化工中间体化工中间体. 2008, . 2008, 2121(5). 13-15.(5). 13-15. www.C 5.绝缘绝缘防污闪涂层防污闪涂层 污闪事故：污闪事故： 户外布置的电气设备的绝缘表面在运行过程中会逐户外布置的电气设备的绝缘表面在运行过程中会逐 渐受到气体粉尘和液体等物质的污染，当遇到雨雪渐受到气体粉尘和液体等物质的污染，当遇到雨雪 天气时，其中的部分积污溶解，引起输电线路绝缘天气时，其中的部分积污溶解，引起输电线路绝缘 子绝缘性能下降，并在高电压作用下产生破坏性放子绝缘性能下降，并在高电压作用下产生破坏性放 电，严重影

20、响电力系统的安全稳定运行。电，严重影响电力系统的安全稳定运行。 有机硅涂层材料具有良好的电绝缘性能、耐电弧有机硅涂层材料具有良好的电绝缘性能、耐电弧 性能和憎水性能，而且还具有长效、耐候和免维护性能和憎水性能，而且还具有长效、耐候和免维护 等优点，因此成为大型输变电设备防污闪的首选涂等优点，因此成为大型输变电设备防污闪的首选涂 料料。 www.C 5.绝缘防污闪涂层绝缘防污闪涂层 提高涂料防污闪能力的途径：提高涂料防污闪能力的途径： 一是提高涂层的憎水性和憎水迁移性；一是提高涂层的憎水性和憎水迁移性； 二是加入氢氧化铝或氢氧化镁等功能性填料改善二是加入氢氧化铝或氢氧化镁等功能性填料改善 涂层本

21、身的耐电蚀性。涂层本身的耐电蚀性。 www.C 5.绝缘防污闪涂层绝缘防污闪涂层 王艺峰等人合成了一种含氟丙烯酸酯树脂，以其王艺峰等人合成了一种含氟丙烯酸酯树脂，以其 与室温固化硅橡胶组成成膜物，辅以各种助剂及与室温固化硅橡胶组成成膜物，辅以各种助剂及 填料，制备得到氟硅防污闪涂料，表现出良好的填料，制备得到氟硅防污闪涂料，表现出良好的 电绝缘性能和憎水性。电绝缘性能和憎水性。 王艺峰，刘建国，蔡俊等王艺峰，刘建国，蔡俊等. .氟硅防污闪涂料的氟硅防污闪涂料的 研制研制J.J.化学建材，化学建材，2007,24(1):7-92007,24(1):7-9 www.C 5.绝缘防污闪涂层绝缘防污闪

22、涂层 张超灿研究发现低分子量氟硅氧烷的加入可以明张超灿研究发现低分子量氟硅氧烷的加入可以明 显提高硅橡胶涂层的憎水性，并且通过与适当的显提高硅橡胶涂层的憎水性，并且通过与适当的 阻燃剂复配使用可制备良好力学性能和阻燃性能阻燃剂复配使用可制备良好力学性能和阻燃性能 的硅橡胶涂料。的硅橡胶涂料。 张超灿张超灿, , 付晓付晓. . 含氟含氟RTVRTV防污闪涂层的制备防污闪涂层的制备 J. J. 有机硅材料有机硅材料. 2010, 24(3). 2010, 24(3): : 140-144. 140-144. www.C 5.绝缘防污闪涂层绝缘防污闪涂层 曾凡辉等采用钛酸酯偶联剂对氢氧化铝进行表面曾凡辉等采用钛酸酯偶联剂对氢氧化铝进行表面 改性，制得了电气绝缘性能优异的硅橡胶防污闪改性，制得了电气绝缘性能优异的硅橡胶防污闪 涂料。表面处理显著提高了氢氧化铝与硅橡胶的涂料。表面处理显著提高了氢氧化铝与硅橡胶的 相容性，从而改善涂料的耐电弧性能。相容性，从而改善涂料的耐电弧性能。 曾凡辉曾凡辉, , 姜其斌姜其斌, , 陈宪宏陈宪宏. . 氢氧化铝的表面改性氢氧化铝的表面改性 及其在硅橡胶涂料中的应用及其在硅橡胶涂料中的应用J. J. 涂料工业涂料工业. 2007, . 2007, 37(2)37(2): :39-41.39-41. www.C 5.绝缘防污闪涂层绝缘防污闪涂层