硅烷在涂料与油墨中的应用

学涂

硅烷在涂料与油墨中的应用
硅烷由于其特殊的的结构组成，被成功用于黏结促进剂、表面处理剂已经几十年
了
现在硅烷已经逐渐成为涂料、油墨系统中不可缺少的组成份。无论是作为添加剂
或单独涂层底漆，都会赋予涂料、油墨绝佳的性能。
硅烷是拥有双官能基团的分子结构，可用通式表示为Y(CH2)nSiX3，其中Y表示烷
基、苯基以及乙烯基、环氧基、氨基、巯基等有机官能团，常与涂料基体树脂中
的有机官能团发生化学结合；X表示氯基、甲氧基、乙氧基等，这些基团易水解成
硅醇而与无机物质(玻璃、硅石、金属、粘土等)表面的氧化物或羟基反应，生成
稳定的硅氧键。因此，通过硅烷偶联剂，可在无机物质和有机物质的界面之间架
起“分子桥”，把两种性质完全不同的材料连接在一起。硅醇官能团和硅烷的有
机官能团的反应基团可以决定硅烷在涂料体系中起什么作用。
硅烷在涂料和油墨中的作用：
提高涂层附着力。
提高涂层的耐久性。
提高涂层的耐候性。
提高涂层的坚韧性。
显著降低填料和颜料的分散粘度，提高颜料分散性
硅烷在底漆中的的应用
硅原子的共价键具有结合有机物和无机物独一无二的能力，硅氧内部与生俱来的
稳定结构，使其成为高性能涂料底漆的重要组成部分。在底漆中运用硅烷偶联剂
可以提高其粘连性、保持其湿度、化学性、防紫外线和增强性；改进填料的分散
性。烷氧基硅烷可以与许多有机树脂相容。事实上，硅烷是很强的极性溶剂，硅
烷的聚合作用又来影响聚合物的相容性和最终性质。在有机聚合物和无机物的表
面（比如，颜料、填料和玻璃、金属表面），无机烷氧官能团以共价键的形式偶
联的大量有机基。硅烷的有机官能团只要找到与其匹配的有机聚合物就会产生绝
佳的效果。
硅烷作为附着力促进剂
当涂料中含有少量硅烷偶联溶剂，在其涂布后，硅烷会迁移到涂料与底材的界面
，与无机表面上的水分反应，水解生成硅醇基，进而与底材表面羟基形成氢键或
缩合成—Si—M（M为无机表面），同时硅烷各分子间的硅醇基又相互缩合、齐聚
形成网状结构的膜覆盖在底材表面。即使在水浸条件下，硅烷偶联剂改性的涂料
在各种无机底材表面附着良好。在漆基与底材之间的交界层内，硅烷与漆基相互
作用，形成硅烷与漆基相互渗透的网状结构，增强了其内聚力和耐水侵蚀的稳定
性，并使应力藉以由模量的底材向低模量的漆基转移，从而显著提高对底材的附
着力。
产品推荐：

产品 树脂类型 典型浓度 功能/优点
ZH-792 丙烯酸、醇酸树脂、环氧树脂、聚酯、聚氨酯、乙烯基 底涂：用异丙醇
稀释成10％的固体份；添加剂：0.5-3.0％ 用于各种涂料体系对玻璃、铝材和钢
材表面的附着力增进
ZH-570 丙烯酸、醇酸树脂、环氧树脂、聚酯、聚氨酯、乙烯基、不饱和聚酯树脂
底涂：在酸性（PH-4.0）水中稀释到0.1％－０.５％；添加剂：0.5-3.0％ 增进
自由基交联的树脂对无机底材的附着力，如：聚酯树脂
ZH-560 丙烯酸、醇酸树脂、环氧树脂、硝化纤维、酚醛、聚酯、聚氨酯、乙烯基
底涂：用异丙醇稀释成10％的固体份；添加剂：0.5-3.0％ 用于各种涂料体系对
玻璃、铝材和钢材表面的附着力增进
ZH-171
ZH-151
ZH-172 丙烯酸、醇酸树脂、环氧树脂、聚酯、聚氨酯、乙烯基    用于丙烯酸涂
料等各种涂料，以及颜料的表面处理
   
硅烷作为硬化剂
氨基官能硅烷可作为传统的环氧树脂和聚氨基甲酸（乙）酯（一般采用有机硅树
脂）硬化剂。它们会有一种额外的作用，就是硅醇基互相反应，生成硅氧键（Si
-O-Si），这种过程称之为缩合反应。这种硅烷的交联结果，改进了涂层的强度和
耐磨性，原因是由于稳定的Si-O-Si硅氧网络造成。
产品推荐：
ZH-550            3-氨丙基三乙氧基硅烷
ZH-551            3-氨丙基三甲氧基硅烷
ZH-792            2-氨乙基3-氨丙基三甲氧基硅烷
硅烷作为共聚单体
有机功能硅烷应用于溶剂型树脂合成和溶剂型涂料。有机功能硅烷在溶剂型树脂
合成中作为共聚单体，在溶剂型涂料中作为交联促进剂以及附着力促进剂，可以
达到以下效果：
耐侯性
UV稳定性
附着力促进
耐化学品性
硅烷的有机官能团Y必须和其它单体一起反应。通过硅醇官能团Si-OH和基材粘合
，产生交联。一些有机功能硅烷还能应用到辐射固化涂料中。
产品推荐：
加成反应       ZH-171 乙烯基三甲氧基硅烷
ZH-151 乙烯基三乙氧基硅烷   
ZH-570 甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷
缩合反应
ZH-560 缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷
ZH-551 3-氨丙基三甲氧基硅烷
ZH-550 3-氨丙基三乙氧基硅烷
DB-792 2-氨乙基3-氨丙基三甲氧基硅烷
ZH-8030 甲基三甲氧基硅烷
ZH-8031 甲基三乙氧基硅烷
ZH-214 正硅酸乙酯
紫外光、过氧化物、电子束引发的自由基交联
                   ZH-570甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷
ZH-171 乙烯基三甲氧基硅烷
ZH-151 乙烯基三乙氧基硅烷
硅烷用于颜料和填料的改性：
硅烷偶联剂处理颜料或填料，使其易被基料润湿，颜料或填料在基料中分散稳定
，防止沉淀和结块。填料表面经硅烷偶联剂改性后，使涂料的的粘度大幅度降低
，即使增大颜料或填料添加量也不会影响涂料的流动，起到增加涂料产量、降低
生产成本的作用。当硅烷的有机官能团不是反应性基团而是硅基键时，硅烷可作
为表面改性剂使用。大多数矿物填料和颜料的亲水表面可以改成蔬水表面，可提
高与蔬水型表面有机树脂的相溶性。当烷基硅烷和填料颗粒表面相结合联结时产
生的蔬水作用，可以使其更容易的分散于树脂中。含硅和铝氢氧化物的矿物大都
容易与烷基氧基硅烷相结合，硅石（都能产生烟和能沉淀的）、玻璃微珠、石英
、沙粒、滑石粉、云母、粘土和硅石灰在填料的聚合物中能有效的被硅烷偶联剂
处理。其它的金属氢氧化物，例如：氢氧化镁、氧化铁、氧化铜和氧化锡被其处
理后效果良好：
增加矿物质和聚合物之间的粘连性
通过表面的聚合物增强起防水性
增强矿物在聚合物中的分散性
增强其电子性能
增强其机械性能
减小填料/聚合混合物的粘性
硅烷应用于丙烯酸乳液合成和水性涂料：
随着社会的进步人们生活质量的提高，出于环保的要求，涂料越来越要求用水来
作溶剂。虽然硅烷在水存在的情况下会产生水解，但这不不是说就完全不能在水
性系统中使用。例如：DB-550氨基硅烷是非常好的粘结促进剂和硬化剂，他完全
溶于水，在水溶液中十分稳定，且和多种有机树脂相剂。有机功能硅烷应用于丙
烯酸乳液合成和水性涂料的优点：
-提高耐水性和耐溶剂性；
-提高耐擦洗性、耐划伤性和耐磨性；
-提高耐久性和抗老化性能；
-提高附着力和硬度。
将丙烯酸和苯乙烯单体跟硅烷共聚可合成硅烷基化的丙烯酸酯乳液，从而可以制
成室温交联固化的丙烯酸酯涂料
在含有丙烯酸酯和苯乙烯的乳液合成中，一般推荐：ZH-151、ZH-172以及ZH-174
CoatOSil®1706（乙烯基三异丙氧基硅烷硅烷）是用于交联丙烯酸和乙烯基胶乳的
乙烯基硅烷单体。可用于OEM产品和建筑涂料。该硅烷很容易共聚入丙烯酸和乙烯
基胶乳的主链。使用含有推荐催化剂的配方在固化后可以获得坚硬和高度交联的
涂层。该硅烷的独特结构使它在水基体系具有很好的稳定性，在涂料凝聚前不会
反应或交联。含有CoatOSil®1706硅烷的水基涂料配方在一年的老化之后仍保持稳
定性和有效性

lww1206

楼主辛苦了，硅烷偶联剂的牌号是KH的还是ZH的？我们用的都是KH560  KH550.