有机硅系杂化涂料及其辐射固化

刘国杰

        （中国氟硅材料工业协会涂料专业委员会，北京 100101 ）
 
 
    摘 要：介绍了辐射固化有机硅材料的发展概况，重点介绍了以硅氧烷为主要原料的有机 - 无机杂化涂料的辐射固化方法。

    关键词：有机硅涂料；有机 - 无机杂化；等离子体固化

    1 概述

    紫外线固化涂料（简称 UV 固化涂料）和电子束固化涂料（简称 EB 固化涂料）统称辐射固化涂料，由于 UV 固化涂料的涂装设备投资低，应用推广比 EB 固化涂料快得多。本文将介绍的等离子体固化有着和 UV 固化相同的机理，它也属于辐射固化。 UV 固化涂料固化速度快（以秒计）、 VOC 低、符合环保要求，且效率高和节能，尤其固化时放热少，适合各种对热敏感的材料，如纸张、塑料、木材、皮革等的涂装，所以 UV 固化涂料发展很快。 UV 固化的有机硅涂料也是辐射固化涂料的一大类。辐射固化有机硅涂料品种包括：有机硅 - 丙烯酸 UV 固化涂料、有机硅 - 环氧 UV 固化涂料、硅氧烷为主要原料的有机 - 无机杂化的辐射固化涂料。 UV 固化的有机硅丙烯酸酯低聚物通过不同方法引入丙烯酰氧基，这类低聚物具有较低的表面张力，用作压敏胶防粘纸中的离型剂。由于主链为硅氧键，有极好的柔韧性、耐高低温性、耐湿性、耐候性、电性能，常用作电器和电子线路的保护和密封，特别是用作光纤保护涂料。此外，也能用作玻璃和石英材质光学器件的胶粘剂。

    UV 固化有机硅 - 丙烯酸涂料的不足之处是受氧阻聚，涂膜固化不完全，耐溶剂、耐水性差，且涂膜经受快速固化和突然终止固化而易起皱。 UV 固化有机硅 - 环氧涂料因可采用阳离子光引发剂，克服了氧阻聚、涂膜易起皱的不足，在 UV 固化的剥离涂料、防粘涂料和白色涂料中得到较好的应用。 UV 固化的有机硅 - 丙烯酸、有机硅 - 环氧涂料将另文讨论，本文主要叙述以硅氧烷为主要原料的有机 - 无机杂化的辐射固化涂料。

    2 辐射固化有机 - 无机杂化涂料

    有机 - 无机杂化涂料综合了有机树脂的优良成膜性、柔韧性、基材附着力、较低成本和无机树脂的高强度、对热和化学的高稳定性及超常耐久性，克服彼此不足，达到优势互补，这是涂料新材料的重要发展方向之一。有机 - 无机杂化方法虽有物理掺混法，但该法对无机结构成分引入量受到限制，改性不明显。采用的主要方法是化学键合方法，有溶胶 - 凝胶法（ Sol-Gel 法）、表面接触法、粘土插层法、聚倍半硅氧烷复合法等，使用较多、较成功的是以含功能性硅氧烷结构单元为前驱体的溶胶－凝胶法，采用辐照固化更是新发展的涂料品种。