当新一代常温固化有机硅树脂用于耐高温和防腐

新一代常温固化有机硅树脂用于耐高温和防腐领域

新一代常温固化有机硅树脂用于耐高温和防腐领域

2021年05月27日

新一代常温固化有机硅树脂

用于耐高温和防腐领域

传统型有机硅树脂是一种被大家所熟知的树脂结构，例如赢创的SILIKOPHEN® P 系列，具有优异的防腐性能，持续耐高温可达650°C。目前，这种涂料需要在高温下固化，这限制了其在大型构件上的应用，仅限作用于较小的金属部件，如排气管、蒸汽阀门和烤箱等。

新一代有机硅树脂含有大量的烷氧基官能团，可与特定的催化剂相结合，在常温下进行水解-缩合反应，因此特别适用于常温固化成膜，例如赢创的SILIKOPHEN® AC系列涂料。在持续耐高温条件下，也能保持一定的防腐性。

这种新型树脂代表了一种新的技术，使其能够应用于大型工业构件，例如热交换器、蒸馏塔或工业容器。无需因为其涂装作业而停止生产。

01 常温固化的有机硅树脂化学结构

传统型有机硅树脂带有甲基/苯基官能团，在其骨架内含有高达95%的硅氧烷。在典型的高温固化有机硅树脂中，烷氧基官能团含量极低，聚合物结构具有高分子量。少量烷氧基官能团在大约250℃保持30分钟进行交联，如图1。

图1 ： 甲基/苯基有机硅树脂在高温下固化的反应机理

新型常温固化有机硅树脂与上一代有机硅树脂不同，主要是由于其具有低聚物的特性。这意味着它们含有低分子量的硅氧烷结构和较高的烷氧基官能团。这一特性也使其在此领域中具有高固含（高达100%）和低粘度（表1）的特性。

表1：常温固化有机硅树脂（SILIKOPHEN® AC 1000和AC 900）与高温固化有机硅树脂（SILIKOPHEN® P50/X和P80/X）的对比

01 常温下通过湿气进行水解反应

02 缩合反应

图2 甲基/苯基有机硅树脂在常温下固化的反应机理

为弗劳恩霍夫研究所将展示复合材料生产工艺最新成果了通过缩合交联达到树脂的聚合，这些官能团首先需要进行水解反应，从而形成硅醇基团。然后，这些硅醇基团将以醇缩合的方式进行反应。当这步反应完成后，树脂就具有了聚硅氧烷的特性，并释放出醇类反应副产物，如图2。

02 基于常温固化有机硅树脂的高耐热防腐涂料配方的性能特点

当涂层充分固化后，有机硅涂料提供下列性能：

涂层性能

优异的防腐性能

优异的早期耐化学品性能（如图3）

永久的抗氧化性和耐候性能

热稳定性

优异的持久耐高温性能

在高温下保持较高的硬度（低热塑性）

在高温下保持优异的抗黄变性能

两种AC系列的有机硅树脂都可以用来制备耐高温涂料。然而，它们在技术方面是存在一定的差异。

SILIK特别是能够以比全碳纤维增强材料更实惠的价格取得这类性能OPHEN® AC 900具有较好的颜料润湿性，与其他树脂的相容性也不错。这种树脂有助于制备具有一定柔韧性的涂料，在冷热循环测试方面有很强的优势。

SILIKOPHEN® AC1000对颜料的润湿性一般，但颜料在热应力下的稳定性较好，它不易泛黄，并且在第一次加热时表现出极低的发烟现象。

图3 二甲苯擦拭耐高温涂料，基于高温固化（上）和常温固化（下）

关键是要学会思考、善于分析、正确决定

03 结论

相较于传统高温固化的有机硅树脂而言，常温固化的耐高温有机硅树脂是一种更好的选择。它的高固含和低粘度能够显著降低涂料的VOC。

此外，这种树脂还同时具备低气味和低发烟的特点。当配方充分交联固化后，涂层具有优异的防腐蚀性能和早期耐化学品性能，以及长期的耐高温性能。这些性能使其能够应用于化工厂、发电厂和垃圾焚烧设备以及其他大型工业设施，并且无需因为涂装作业而停止生产，从而降低成本。