偶聯劑在涂料中使用效果

涂料一般可分為溶劑性涂料、水性涂料和粉末涂料

偶聯劑用于油漆、涂料、油墨、膠粘劑和密封膠，一般有三種應用方法：底涂法、內添加法和共聚改性法。

1、底涂法：即是先將偶聯劑（硅烷、鈦酸酯）用有機溶劑溶解（開稀）后，涂刷在底材上，待溶劑揮發后，再噴漆，具體方法詳見附件。此種方法可取得最好的偶聯效果，也不會出現偶聯劑可能與樹脂體系相容穩定性不好的問題；缺點是增加了工續，往往不能被客戶所接受。有一些涂料和膠粘劑（如一些聚氨酯膠粘劑）會配合一些底漆和底涂劑使用，硅烷就是加在底漆和底涂劑使用。

2、內添加法：即是將偶聯劑作為一種添加劑直接添加到涂料配方，這是偶聯劑的常規用法。這種方法比較簡單，但也面臨著一些問題：A. 樹脂、溶劑和顏填料中所含的水分會與硅烷偶聯劑反應而導致其失效，即剛添加硅烷偶聯劑附著力等效果很好，但過了一段時間（如2、3個月）后這種性能就逐步消失了；B. 偶聯劑可能會與樹脂有一定的沖突，如氨基硅烷會導致丙烯酸樹脂焦化、增稠等。對于A問題，可建議客戶選擇一些含水量較低的樹脂、溶劑和顏填料，并做好成品的密封；或縮短使用的周期，縮短生產到最終使用的時間間隔；或可在配方中添加一些與水反應更快的物質，以起到除水劑的作用，從而起到保護偶聯劑的作用，如KH-171和某些鈦酸酯等。對于B問題，可能要選用一些不沖突的硅烷，如環氧基硅烷，但有時候附著力又達不到要求。這種應用中我們的目標客戶就是一些涂料廠。

3、共聚改性法：即將乙烯基硅烷KH-171、KH-151、KH-172和甲基丙烯酰氧基硅烷570等含有不飽和雙鍵的硅烷作為聚合單體，與丙烯酸單體、苯乙烯單體等同樣含有不飽和雙鍵單體進行共聚（如乳液共聚等），以生產出硅烷接枝改性的涂料用樹脂。這種樹脂已經將硅烷小分子接到聚合物的大分子上了，如硅丙乳液等，硅烷的另外一端——三甲（乙）氧基水解再與底材上羥基反應，以發揮偶聯的作用。因此，這種樹脂即使不添加附著力促進劑也能具有良好的附著力和耐水性。在這種應用中，我們的目標客戶就是一些生產硅烷改性樹脂（如硅丙乳液）的樹脂廠家和一些自己生產此類樹脂的涂料廠家。

比較常用偶聯劑的油漆、涂料、油墨、膠粘劑和密封膠典型產品舉例：

A. 溶劑性玻璃烤漆：此類涂料主要用于一些酒瓶、化妝品瓶、玻璃工藝品、玻璃制品的涂裝，主體樹脂通常為雙組份環氧，或環氧-丙烯酸、醇酸等體系，常用的硅烷偶聯劑是氨基硅烷KH-550、KH-792等（附著力好，但會黃變，用于淺色漆比較難）和環氧基硅烷KH-560（不著色，但附著力不如硅烷偶聯劑），添加量一般是涂料的1~2%。市場上的一些所謂的附著力促進劑往往都是上述兩類硅烷偶聯劑，比較有代表性的是臺灣德謙的1121、道康寧的Z-6121(前兩者基本是一樣的東西，均是某種特殊氨基硅烷的50%正丁醇溶液)和德固賽子公司迪高的ADDID 900（100%濃度），前兩者的市場銷售價格是170、180元/公斤左右，而后者的價格是360元/公斤左右。不過，現在很多玻璃烤漆的廠家已經在使用KH-550、KH-792、KH-602和KH-560等國產硅烷。

B. 環氧改性有機硅耐高溫涂料：氨基硅烷如KH-550、KH-792、KH-540、KH-170在此應用中可發揮雙重功效，一是附著力等性能的提升，二是交聯樹脂，因為氨基硅烷也可看作是烷氧基硅基胺，可以發揮胺類固化劑的作用。最近迪高公司近推出的一種74型環氧改性有機硅樹脂就是配合使用KH-170使用的。

C. 防腐涂料、船舶涂料：乙烯基酯樹脂防腐涂料用KH-570，環氧防腐涂料用KH-550（加入到胺類固化劑中）、KH-560（加入到環氧樹脂中），用以提高防腐、附著、耐水等性能。

D. UV涂料：KH-560、KH-570，但UV涂料固化時間非常短，只有幾秒到十幾秒，且固化后有部分收縮，所以使用硅烷的效果差強人意。

E. 水性涂料：可以用我公司的KH-450、KH-578替代邁圖的WETLINK 78和道康寧的Z-6042，用567替代邁圖的COATOSIL 1770，這都是作為后添加型硅烷，主要針對替代國外進口產品的，此類進口產品的價格一般在200~300元/公斤的水平，很貴，但用戶也較少。對于水性樹脂廠和自己合成乳液的涂料廠，他們有可能使用KH-171、KH-151、KH-570。也可推薦水性鈦酸酯T30T32、311W，他們徹底解決了水解不穩定的問題，并能提高填料量、降低成本，提高附著力和耐水性。