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1935年,第一个应用硅基(SBT)技术出现,美国学者海德和苏联学者安德里阿诺夫开发了有机硅的工业应用,通过水解反应制得有机硅聚合物,诞生了第一代有机硅产品——硅树脂;
金属填料具有高导热性,可转移涂布基材上的热量;另外由于硅树脂被氧化,金属粒子和硅 树脂融合,形成稳定的含金属一硅氧烷键的类似陶瓷涂层的结构。如果在配方中多加补强填料(如云母粉或硅灰石粉),可获得更好的热稳定性。即使是有机硅改性有机树脂或有机树脂改性硅树脂,添加颜填料也能大大提高其耐热温度(见表4)。
典型的有机树脂和硅树脂各有特色:醇酸树脂价廉、持久性和抗水性优异;但抗紫外线性能 差。聚氨酯(PU)具有优异的硬度、光泽、柔韧性、附着性,良好的耐磨性和耐候性;但对湿气敏感,异氰酸基有毒性。环氧树脂坚韧,附着性、抗腐蚀、抗化学品性能优异;但耐紫外光、耐热性能差。常见的硅树脂是含苯基和甲基的低黏度聚合物,具有卓越的耐热性和耐紫外线性能,缺陷是硬树脂易脆,柔韧性树脂易磨损,耐溶剂性能差。
鉴于以上性能特色, 有机硅一有机树脂涂料可进行性能互补,使之满足工业需要。早期复合 涂料以有机硅一醇酸树脂为主, 目前主要是有机硅一环氧树脂。应用于环氧体系的有机硅有硅烷、硅树脂和硅油。双酚A型环氧树脂与有机硅的相容性差;脂环族环氧与有机硅的相容性最好,且具有抗紫外线性能;硅烷与环氧体系的相容性极好,可作为强极性溶剂加入;含苯基的有机硅与环氧体系的相容性较好,因此,在有机硅环氧复合体系中宜加入甲基苯基硅树脂。
有机硅一环氧复合涂料与双组分PU涂料比较有以下优势:降低劳动成本、减少喷涂时产生 的气雾、高固体质量分数、膜厚度更薄、低VOC排放量、减少对人体的伤害;同时它还具有优良的耐候性、杰出的抗腐蚀性、卓越的抗辐射性能、耐污染和阻燃性能等。有机硅一环氧复合涂料涂覆一年后的光泽保持率比双组分PU涂料高出23个百分点。
近年来国内也开发出有机硅冷混改性醇酸树脂、有机硅改性不饱和聚酯树脂、有机硅改性氨 基树脂和环氧改性有机硅耐高温涂料等,广泛用于各种工业维护涂料中:有机硅改性醇酸树脂涂料用于电视铁塔、化工设备、储罐、火车机车、桥梁钢结构、船上体结构、高速公路护栏等,有机硅与丙烯酸冷拼树脂用于建筑外墙涂料及彩钢板的现场补漆,有机硅改性聚酯用于卷钢涂料。
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卫生涂料
食品卫生对于人体健康至关重要。在卫生保健和食品加工设备中需要达到卫生标准的涂料。 达到卫生标准的方法要么是经常清洗,要么是对涂料表面进行活性杀菌。选择新的杀菌剂要经过多重审查,新的灭菌剂商品化需要昂贵的试验成本和繁琐的批准文件;相反,防止微生物污染可通过易清洁的涂料来实现,这样可减少许多麻烦。最常用的消毒方法是紫外线照射;然而,紫外线照射会降低有机树脂涂料的附着力和耐磨性,再用带有摩擦剂的清洁剂和化学消毒剂进行清洗就会破坏涂层的保护性能。 如果在涂料中引入有机硅就能赋予涂层极好的耐紫外线性、憎水性、低表面能(20~22 mN/m)、不粘性和耐化学清洁剂性能,延长涂料使用寿命。
我国有机硅食品涂料在上世纪8O年代已经开发,并制定了食品容器用有机硅防粘涂料卫生 标准GB/T 11676-1989。它适用于由含羟基的聚甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷组成的有机硅防粘涂料(如有机硅光釉),涂覆在铝板、镀锡铁板等金属表面,经自然挥发,高温烘烤固化成膜后作为食品模具防粘涂料。