SP-1000特殊改性硅烷偶聯劑 | 小用量，大用途
2021-08-08 21:41
「綠色」、「環保」、「可持續發展」是中國涂料行業的新標簽。
中國在水性涂料行業率先發力已經讓國內水性涂料技術走在了世界的前沿。水性化進程在各個涂料領域中正如火如荼的開展，水性比例不斷攀升。相比溶劑型體系，水性涂料在環保方面具有無可比擬的優勢，產品創新和科技升級也讓水性涂料的性能不遑多讓，「水性化」功在當代，利在千秋！
水性涂料體系囿于自身配方設計的限制，在諸多方面的性能最初表現并不盡人意，性能助劑在改善其性能方面不可或缺。
其中，硅烷偶聯劑作為一類重要的性能助劑，表現出類拔萃，在改善水性涂料性能中至關重要。
同泰化學提供全系列的硅烷偶聯劑產品，可匹配各種涂料、膠粘劑和密封膠體系，在改善機械性能、提高基材粘接、增強涂層耐性方面效果顯著。
特別值得一提的是，同泰化學為了助力水性化進程，創新地研發出了「水性」硅烷性能助劑，專門為水性涂料配方開發，「小用量，大用途」，為中國的涂料水性化進程助力添彩。
有機硅偶聯劑？
有機硅偶聯劑（Silane Coupling Agent）是一種以硅原子為中心的小分子化合物，其應用歷史可追溯到上世紀 40 年代，美國約翰霍普金斯大學的Ralph K. Witt率先把硅烷偶聯劑應用在玻纖處理中。隨即，硅烷偶聯劑作為「工業味精」在更廣闊的領域中發展出了更豐富的應用。
有機硅偶聯劑——如其名字所示——可以像「橋梁」一樣「偶聯」兩相界面，形成一座「分子橋」聯接兩種表面：有機表面和無機表面。硅烷偶聯劑的有機基團可以與對應的有機基團發生反應，連結有機表面；其水解基團可以通過反應與無機表面的活性羥基發生反應，連結無機表面。如此，硅烷偶聯劑就在無機和有機界面之間形成了牢固化學鍵合。
硅烷偶聯劑可用來提高樹脂涂層對底材的附著力，改善填料在樹脂中的結合力，同時改善涂層本身的漆膜耐性。雖然是小分子的有機硅化合物，硅烷偶聯劑也表現出了與硅樹脂、硅橡膠和硅油等有機硅聚合物共通的特性，例如：優異的耐熱性、耐水性、低表面能等特點。
硅烷偶聯劑與無機界面之間的反應需要有水參與。在微量水存在的情況下，硅烷偶聯劑水解基團即可發生水解反應，生成硅羥基，硅羥基繼而與無機物材料表面的羥基發生縮合反應，完成化學鍵合。
Figure 1.硅烷偶聯劑的水解縮合反應
鑒于硅烷在水中的不穩定性，傳統的硅烷偶聯劑更多適用于溶劑型或者無水配方。在水性配方中，硅烷偶聯劑的應用受限于它在水介質中的穩定性：硅烷偶聯劑會在水中提前發生水解縮合，繼而失效。
硅烷偶聯劑在水性配方中的應用，需要其結構上的突破性創新。
水性硅烷偶聯劑？！
水性硅烷偶聯劑的概念乍一看于原理上相悖，但同泰化學的工程師們找到了一種完美的平衡方案。硅烷與水的反應性和其在水介質中的穩定性一般認為無法兼得，水性硅烷偶聯劑，其水解基團在水中的反應性/穩定性平衡是控制關鍵。同泰化學研發的水性硅烷產品，可以使其在不犧牲反應活性的前提下，極大地提高在水性配方中的穩定性。
Figure 2. 水性硅烷的結構設計要同時考慮到其反應活性和水中穩定性的平衡
同泰化學創新地利用傳統硅烷偶聯劑作為藍圖，將其在一定程度上水解縮合，形成具有一定聚合度的線性齊聚物。該制備過程中必然消耗掉一部分水解基團，但新生成的分子中，水解基團的數量要多于單體硅烷偶聯劑中的數量；同時，齊聚物中的有機基團的數量也隨著聚合度成倍的增加。最終生成的齊聚物分子在無機和有機反應端都具有更多的官能團。
那這個過程中，是如何調節「水解基團的反應性/穩定性平衡」的呢？
原來，水解基團的反應活性和同一個硅原子上水解基團的數量是有關系的：即同時有三個水解基團時，第三個基團活性最高；當被反應掉一個之后，剩余水解基團再參與水解縮合反應時，其活性相應降低。
齊聚物分子中雖然水解基團的數量增多了，但是其單個基團的反應活性有所下降，整體的反應活性不升反降，也因此獲得了我們需要的「在水性介質中的反應穩定性」。同時，齊聚物分子的親油的特點，也能使它在水性配方中能主動趨利避害，更傾向于藏在油相當中，只等施工過程中才真正發揮作用。
SP-1000 ！！
SP-1000是同泰化學推出的水性硅烷產品，其出色的效果已在多種應用當中被反復驗證，廣受客戶贊譽。
SP-1000是具有環氧官能團的齊聚物，其結構中的有機基團——環氧基團——具有通用性，可與許多不同的有機官能團反應；齊聚物上同時具備水解基團，可以與無機基材牢固結合。SP-1000可以用作溶劑型體系，也可以用作水性體系。其最大的優勢在于，它比傳統的單體硅烷大大提升了水解穩定性。
在水性介質中平衡的水解性/穩定性，使 SP-1000 硅烷與水性體系廣泛兼容：
用于環氧分散體等各種環氧體系中，提高基材附著力和耐腐蝕性能；
用于丙烯酸乳液、苯乙烯丙烯酸乳液中，提高濕態附著力和耐水性；
用于水性聚氨酯等配方，明顯改善耐鹽霧性能；
……
Figure 3. SP-1000典型應用舉例
SP-1000已經被廣泛用在涂料、膠粘劑和密封膠配方中，包括裝飾性油漆和保護涂料、木器漆、重防腐涂料、金屬保護和防腐底漆、印刷油墨，絲網印刷油墨、瓷磚膠和密封膠。作為性能助劑，SP-1000能夠明顯漆膜性質。在低至0.1%wt（重量百分比）的添加量下，就可幫助改善干態和濕態附著力，提高涂料、膠粘劑和密封膠配方的耐腐蝕、改善機械性能。
SP-1000與傳統的硅烷相比具有更低的VOC釋放當量，為助力環保綠色的中國涂料行業不遺余力！
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