硅烷偶联剂在油墨与涂料行业中的典型应用

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“ 硅烷，无论是作为添加剂或单独涂层底漆，都会赋予涂料、油墨绝佳的性能。”

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Why涂料和油墨中会用到硅烷？

硅烷由于其特殊的的结构组成，被成功用于黏结促进剂、表面处理剂。硅烷已经逐渐成为涂料、油墨系统中不可或缺的组份。无论是作为添加剂或单独涂层底漆，都会赋予涂料、油墨绝佳的性能。比如，

提高涂层的物理机械强度、附着力、耐久性、耐候性、耐擦洗性、耐划伤性和耐磨性、高颜料分散性等^[。

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How to硅烷在涂料和油墨中发挥作用？

硅烷是能同时与极性物质和非极性物质产生结合力的化合物，其特点是分子中同时具有极性和非极性部分，如：氨基，环氧基，烷基及苯基等有机官能团，常与基体树脂中的有机官能团发生化学结

合；甲氧基，乙氧基等，这些基团易水解成硅醇而与无机物质（玻璃、硅石、金属、粘土等）表面的氧化物与羟基反应，生成稳定的硅氧键^[5,6]。硅烷的两种不同反应性基团，在界面形成“无机相

一硅烷偶联剂一有机相”的结合层，在高分子聚合物与底材之间形成“分子桥”，把二者牢固地粘附在一起。

例如，为改善有涂层的某些性能（如耐久性，耐候性，表面硬度等），或为降低涂料和油墨的成本，经常要加入无机填料。如果预先用硅烷偶联剂处理填料，使填料表面羟基先与硅烷反应。但不是所

有的填料采用硅烷偶联剂处理都有效，填料种类不同，效果上也有差别，有些甚至毫无效果哦。

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What's硅烷在涂料和油墨具体应用？

硅烷在涂料和油墨中的常见应用主要为：多种树脂之间相互改性的增容剂；改善颜填料的润湿性和分散性；增加涂层与基材的附着力。具体应用如下：

硅烷用于改善或提高无机基材与有机涂层之间的粘接力。硅烷通过“分子桥”将涂料和基材以化学链的形式结合起来，可以提高涂层的粘接力、耐久性、耐候性、耐热冲击性、抗湿性、抗腐蚀性等。

含有硅烷的涂料和油墨体系涂布后，硅烷会迁移到涂层与底材的界面，通过“分子桥”把二者牢固地粘附在一起。

颜填料作为涂料和油墨的的重要组分，经硅烷表面改性后，其分散性和润湿性大幅提高，能够与基体树脂有效亲和并显著降低涂料的黏度。

氨基硅烷可作为传统环氧树脂和聚氨基甲酸(乙)酯的硬化剂。除此，还有硅醇基之间的缩合反应。氨基硅烷可以改进涂层的强度和耐磨性。

硅烷在溶剂型树脂合成中作为共聚单体，硅烷的Y基团团必须和单体反应，并通过Si-OH和基材粘合产生交联。在溶剂型涂料中作为交联促进剂以及附着力促进剂。

硅烷偶应用于乳液合成和水性涂料
虽然硅烷在水存在的情况下会产生水解，但这不是说就不能在水性系统中使用。氨基硅烷是非常好的粘结促进剂和硬化剂，它完全溶于水，在水溶液中很稳定，且和多种有机树脂相剂。
比如，丙烯酸和苯乙烯单体跟硅烷共聚可合成硅烷基化的丙烯酸酯乳液，制成室温交联固化的丙烯酸酯涂料。固化后可以获得坚硬和高度交联的涂层。硅烷在该水基体系具有很好的稳定性，
在涂料凝聚前不会反应或交联。

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How to硅烷在涂料和油墨中如何使用？

硅烷偶联剂使用分为表面预处理法和迁移法。

将硅烷配成0.5～1% 浓度的稀溶液，使用时只需在清洁的基材上涂上薄薄的一层，干燥后即可涂布。所用溶剂多为水、醇、或水醇混合物，并以不含氟的水及乙醇、异丙醇为宜。

将硅烷直接加进到涂料和油墨组分中，推荐掺量为基体树脂的1～5%。涂布后依靠分子的扩散作用，硅烷分子迁移到粘接界面处产生偶联作用。对需要固化的涂层，涂布后需一段时间的养护，

以使偶联剂完成迁移过程，方能获得较好的效果。

【注意】硅烷偶联剂不是量越多越好，偶联剂在表面形成沉积层，但真正起作用的只是单分子层，因此，偶联剂用量不必过多。

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How to选择适合的硅烷？

硅烷的两类性能互异的基团中，以Y基团最重要，它决定硅烷的应用效果^[7,8]。必须选择与基体树脂起反应得的Y基团才可以。一般要求Y基团能与树脂相溶并能起偶联反应，所以对于不同的树脂，必须选择含适当Y基团的硅烷偶联剂。

根据多年经验，总结涂料和油墨中常用的硅烷如下表：