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浅谈流平剂(二)《有机硅流平剂的结构及原理》

发布于 2020-11-26  阅读数

三、有机硅类流平剂

 

(一)有机硅类流平剂的结构及原理

   

    有机硅流平剂的结构以最常见的聚醚改性硅油为例,他的结构通常可以用如下结构式来描述:—(SiO(CH3)2)m—(SiOCH3 (CH2CH2O)x(CH2CHCH3O)y)nR—来表示,其中m链段是未改性部分,也就是相容性受限链段,n部分是相容链段,也就是改性链段,当改性部分是聚醚链的时候,就是聚醚改性硅油,当改性链段中的基团换成—烷基,—聚酯,—芳香基的时候就成为相应的改性硅油。

   

    上面的结构式里面有四个参数,分别是m,n,x,y,这四个参数共同决定了一个流平剂的性能。而不同流平剂之间性能的区别很大程度上也决定于m,n,x,y四个数值的区别。下面简单讨论一下这几个数值对流平剂性能的影响的具体表现形式。

    

    1.相容性:有机硅流平剂的相容性主要取决于m/n的数值,m/n的数值越小(也就是不相容链段含量越低),则相容性越好,在m/n数值固定的情况下,x/y的数值越大,则相容性越好,这是因为聚环氧乙烷的相容性超过聚环氧丙烷的原因。

    

    2.手感:在xy值固定的情况下,有机硅流平剂的手感同样主要取决于m/n的数值,m/n的数值越大,手感越好(相当于纯有机硅链段含量越高,相容性越 好),在m/n数值一样的情况下,m的绝对数值越大,手感越好;从这一点可以看出,对于有机硅流平剂,追求好的相容性和好的手感经常是一对矛盾,为了达到两者兼顾,通常m/n只能在一个不大的范围内选择。

   

    3.流平能力:m,n,x,y的数值对流平效果的影响比较复杂,一般而言,m/n的数值在1到2之间的时候有比较好的流平效果,而对于固定的m/n数值的情况下,X+Y的数值越大,流平效果越好。

    

    4. 稳泡性:一般而言,在通常的X,Y的数值下,m/n>3或者m/n< 1/4都可以得到基本上不稳泡的效果,通俗的说就是当硅含量很高或者很低的时候,所得到的流平剂都是不稳泡的,而如果做成硅含量很高的品种,就能得到手感出色,不稳泡,但是相容性略差的流平剂,如果做成硅含量很低的品种,则所得到的流平剂的性能就是相容性很好,不稳泡但是手感不足的有机硅流平剂。

   

    5. 重涂性:一般来说,m+n的数值越大且m/n的数值越高,越容易出现重涂性的问题,另外聚醚端基R基团的种类也会对重涂性产生影响。

   

    6.消光粉的定向能力:根据试验,消光粉定向的能力受m/n的数值和m的绝对值的影响很大,m的绝对值越大,有越好的消光粉定向能力。

 

    以上简单描述了聚醚改性硅油的几个结构参数对其性能的影响,而通常我们经常要求有机硅流平剂具有好的相容性和好的手感,为了同时满足这两点,故m/n的数值经常落在了稳泡的范围内,这也就是为什么我们经常说聚醚改性硅油类流平剂稳泡的原因。其实针对不同涂料对流平剂的不同要求,通过选择合适的 m,n,x,y值的流平剂,经常可以得到格外出色的效果,有时候并不一定局限于市场上常见的那么几个品种,这也是为什么各种流平剂都有人说用的很好的主要原因。当然,由于各个助剂公司都很少公布他们的流平剂所对应的m,n,x,y值,故很多时候涂料工程师还没有办法根据自己的需求来预测可能有效的流平剂, 这个时候就只能靠实验来摸索了。