有机硅涂料概述

    涂料中应用的有机硅树脂主要指以硅氧键为主链侧基为有机基团的聚有机硅氧烷，其结构式为：，R可以是-CH3、-C6H5、CH2=CH-以及其他基团。由于组成和分子量大小不同，线型的低聚物可作为硅油和硅脂，高分子量的线型的聚合物可作为硅橡胶（弹性体），具有反应活性基团（主要是）的支链低聚物即为硅树脂。一般是多种有机氯硅烷共水解，经缩合制得硅树脂（需加入催化剂，如有机锡、萘酸锌等，用量为硅醇量的万分之一至五）。达到缩合终点与否用凝胶时间判定，最后加入二甲苯等，调整固含量为50%～55%。

    上述缩聚反应中，各组分的水解速度并不相同，因而共缩聚的产物链上各结构单元的分布系无规结构的。由于在单体中与硅原子相连的有机基团（包括无官能团的有机基团和含官能团的有机基团）可以变动，这从根本上影响着硅树脂的结构及性能，也为制备各种性能的有机硅树脂提供了广阔的途径。

    硅树脂成分中，R/Si比例（即有机基团与硅含量之比）升高，树脂干燥速度变慢，硬度变软，热失重增大。从用途分，当R/Si比为1.0～1.2时适宜作层压板用，R/Si比1.1～1.4时适宜作黏合剂，R/Si比1.4～1.6时适宜作浸渍线圈涂料，R/Si比1.5～1.7时适宜于涂布之用。

    具体到硅树脂的R成分中，CH3/C6Hs比例大，树脂的弹性高，但耐热性变差。实际产品生产中该比值一般在0.7～3之间。从结构链接的层次上看，各种单体结构对有机硅树脂的性能施加的影响如下：

   CH3SiO1.5，脆性、高硬度、高固化速度；

   (CH3)2SiO，高弹性模量、柔韧性、降低热稳定性；

   C6H5SiO1.5，高硬度、中等固化速度、高耐氧化性；

   (C6H5)2SiO，高弹性模量、高韧性、慢固化速度、高热稳定性；

   CH3(C6H5)SiO，高韧性、中等弹性模量、柔韧性、中热稳定性。

    一般说来，在有机硅树脂中，三官能度单体提供交联点，二官能度单体增进柔韧性。但需要注意的是有机硅涂料配方中二甲基单体的摩尔百分数不宜太高，过高将显著增加固化后所得涂层的柔韧性，而且没有交联的低分子环体也增多；二苯基单体的引入，可以增加涂层在高温时的坚韧性和硬度，但是由于二苯基二羟基硅烷反应活性差，不易全部进入树脂链结构，因此二苯基单体用量也不宜过多。

    有机硅树脂与其他树脂制成的改性树脂，综合了两类树脂的优点，弥补了有机硅树脂固化困难的不足，使得制成的涂料可以有更好的工艺操作性。一般涂料工业界用有机硅改性的树脂有：醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂及酚醛树脂等。有机硅改性其他树脂的实质是有机硅中的羟基、烷氧基与改性用的树脂分子链上的活性官能团进行了缩聚反应，使得硅氧链与改性树脂分子链贯穿成为一个体型网络结构。

    有机硅含量20%～30%改性醇酸树脂是较常见的改性品种。改性后的涂料具有快干性，保持了良好的对基体的结合力，涂层耐温、耐候性提高，可以用作机械设备外壁涂料。有机硅与蓖麻油改性的聚酯缩聚得到的涂层材料，耐候、保光、抗粉化性好，适于制作户外板材等的保护涂层。有机硅与甲基丙烯酸酯共聚，得到的产物具有良好的氧渗透性能和良好的光学性能，适宜于作光学镜片及光学玻璃保护涂层。有机硅改性环氧树脂加少量氨基树脂制成的涂层可耐300～900℃高温，且耐气流冲涮，有机硅改性环氧还可作H级电机、电器及变压器线圈的浸渍涂料，也能做耐海水防潮涂层及耐油防腐涂料。10%有机硅与聚醚型聚氨酯共聚，所得材料系IPN结构（互贯网络结构），做成的涂层强度大、弹性好，适宜于受到交变载荷之间的涂覆。

    有机硅涂料最突出的性能是优异的耐热性和电绝缘性。硅树脂在250℃下加热24h后，失重仅为2%～8%，它在较宽的温度和频率范围内保持良好的电绝缘性能。

    有机硅涂料还具有耐水防潮、耐寒、耐臭氧、耐辐射、耐氧化等性能，对一般化学药品的抵抗力也很好。有机硅涂料的缺点是机械性能差，与基材的结合力低，需要高温长时间固化，价格昂贵，但经过与其他树脂的改性可以弥补此项不足。