硅氧烷改性环氧丙烯酸酯及其紫外-湿气双固化涂层的性能

硅氧烷低聚物改性水性环氧树脂及其性能研究严瑾;邵水源;昝丽娜;庞青涛;朱睿颖;何婷【摘要】用甲基丙烯酸改性环氧E-44合成水性环氧树脂,再以物理共混方式用自制硅氧烷低聚物改性水性环氧树脂.采用红外光谱对树脂结构进行表征;用改性树脂制备固化涂层,考察了涂层固化后的基本性能;并利用热重分析和差示扫描量热法分析了固化膜的热稳定性和玻璃化转变温度.结果表明:硅氧烷低聚物对改性水性环氧树脂的附着力、吸水率、耐化学介质性能影响不大;加入硅氧烷低聚物后涂膜的铅笔硬度从3H提升至4H;随着硅氧烷低聚物含量的增加,达到最大热失质量速率时的温度从364.5℃提升至433.0℃,涂膜的热稳定性提高.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2015(045)006【总页数】6页(P17-21,26)【关键词】聚硅氧烷;改性;水性环氧;亲水性【作者】严瑾;邵水源;昝丽娜;庞青涛;朱睿颖;何婷【作者单位】西安科技大学化学与化工学院,西安710054;西安科技大学材料科学与工程学院,西安710054;西安科技大学材料科学与工程学院,西安710054;西安万德能源化学股份有限公司,西安710065;西安科技大学材料科学与工程学院,西安710054;西安科技大学材料科学与工程学院,西安710054【正文语种】中文【中图分类】TQ637.81水性环氧树脂涂料不仅保持了溶剂型环氧树脂涂料的优点，具有优良的物理化学性能，还具有其自身的优势：可在室温和潮湿条件下固化，固化较快，交联密度高［1］，被广泛应用于防腐涂料［2］、工业地坪涂料［3］、建筑涂料［4］、石质文物保护［5］等领域。

但环氧树脂存在的韧性差、表面能高、高温易降解、憎水性不足等缺点，影响了制品的性能。

聚硅氧烷具有良好的介电性能、低温柔韧性、低表面能、高透氧性、耐热性、耐候性等优点，用聚硅氧烷改性环氧树脂，可赋予环氧制品一些独特的性能，被认为是有效改性环氧树脂的途径之一［6－11］。

第14卷第5期2023年10月有色金属科学与工程Nonferrous Metals Science and EngineeringVol.14，No.5Oct. 2023二氧化硅和聚二甲基硅氧烷协同改性的环氧树脂涂层的制备及性能钟俊聪a ， 何翕a ， 庄佳伟a ， 安广萍a ， 林燕飞b ， 刘小强*a（江西理工大学，a.材料冶金化学学部； b.土木与测绘工程学院，江西 赣州 341000）摘要：采用聚4-乙烯吡啶（P4VP ）作为固化剂，以双酚A 二缩水甘油醚（DGEBA ）为环氧单体，在室温条件下，制备纳米SiO 2（0、3%、6%、12%，质量分数，下同）和（0、1%）聚硅氧烷二元掺杂的环氧树脂涂层；采用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪对制备的涂层表面形貌和分子结构进行表征。

利用维氏硬度计和摩擦磨损试验仪分别表征其力学和摩擦学性能。

结果表明：P4VP 的吡啶基团会诱导DGEBA 的环氧基团开环，并使其交联固化；SiO 2（3%）和PDMS （1%）的共同引入显著增强了环氧树脂涂层的力学和摩擦学性能，其摩擦系数低至0.045，磨损率低至5.1×10-7 mm 3/（N ·m ），并且两者在提升环氧树脂涂层的抗磨减摩性能方面存在显著的协同效应。

但是，随着SiO 2纳米颗粒含量增加，涂层脆性增大。

当涂层同时加入SiO 2和PDMS 2种添加剂，并且SiO 2纳米颗粒含量为3%时，其摩擦学性能较优。

关键词：环氧树脂；二氧化硅；摩擦磨损性能；聚二甲基硅氧烷；协同改性中图分类号：TG174.2 文献标志码：AStudy on preparation and properties of epoxy coatings synergistically modifiedwith silicon dioxide and polydimethylsiloxaneZHONG Juncong a , HE Xi a , ZHUANG Jiawei a , AN Guangping a , LIN Yanfei b , LIU Xiaoqiang *a（a. Faculty of Materials Metallurgy and Chemistry ；b. School of Civil and Surveying & Mapping Engineering ，Jiangxi University of Science and Technology ， Ganzhou 341000， Jiangxi ， China ）Abstract: In this work, with poly 4-ethylene pyridine (P4VP) as the curing agent and bisphenol A diglycidyl ether (DGEBA) the epoxy monomer, epoxy resin coating of nano SiO 2 (0, 3%, 6%, 12%, massfraction, the same as below) and (0,1%) polydimethylsiloxane (PDMS) were used to synergistically modified epoxy coatings at room temperature. The surface morphology and molecular structure of the prepared coatings were characterized by scanning electron microscopy and fourier transform infrared spectroscopy. The mechanical and tribological properties were characterized using vickers hardness tester and friction wear tester, respectively. FTIR results show that the curing mechanism of epoxy was mainly concerned with the pyridine group from P4VP to induce the ring-opening of the epoxy group of DGEBA. The cointroduction of SiO 2 (3%) and PDMS (1%), which have a marked synergistic effect in improving the anti-friction performance of epoxy resin coating, significantly enhance the收稿日期：2022-06-13；修回日期：2022-10-24基金项目：国家自然科学基金资助项目（51865017）；江西省自然科学基金资助项目（20202BABL204044）；江西理工大学大学生创新训练资助项目（DC2021-006）通信作者：刘小强（1984—　），博士，副教授，主要从事高性能润滑材料研究。

硅烷改性聚合物密封胶的研究和应用进展作者：卢铭洛陈研杨澜燕杨富国来源：《科技风》2022年第28期摘要：硅烷改性聚合物密封胶综合了各类密封胶的优点，应用极为广泛，近年来发展迅速。

本文综述了在建筑、交通和其他不同领域硅烷改性聚合物密封胶的应用状况以及相关的学术研究进展，并展望了硅烷改性聚合物密封胶今后的发展前景。

关键词：硅烷改性；密封胶；研究进展密封胶在常温下是一种呈黏稠状的液体，通过温度变化、溶剂挥发和化学交联等过程使基材与之黏结，并逐步定型为塑性固态或弹性体，成为具有防水、密封、减震、防腐等作用的多功能黏结密封材料［1］。

自20世纪70年代以来，几类硅烷改性密封胶是由活性硅氧烷对聚氨酯聚合物或聚醚进行封端制成，陆续被欧美、日本等国家开发，类型主要有三种：硅烷改性聚氨酯密封胶（SPU）、硅烷封端聚醚密封胶（STPE）、硅烷改性聚醚密封胶（MS）［2］。

这三者端基均为可湿气固化的硅氧烷基，以聚醚或聚氨酯作为预聚物，性能具有的优点：操作使用简便、交联固化程度深、黏结性能好等［3］。

同时，与传统的密封胶相比，均有所不同的是固化机理，称之为室温湿气固化，端基交联固化形成三维网状的结构，顺应绿色环保的潮流趋势［4］。

1 硅烷改性聚合物密封胶的研究和应用进展1.1 硅烷改性聚合物密封胶的研究进展文献［5］研究了PU预聚体对聚氨酯涂料性能的影响，在PU预聚体合成过程中，通过NCO与OH的摩尔比的改变。

大量实验数据表明，在制备PU预聚体的过程中，NCO与OH比值越高，越有利于PU预聚体拉伸强度、杨氏模量和硬度的提高，当NCO与OH比值降低时，PU预聚体伸长率的提高越明显。

当NCO与OH比值固定不动时，当多元醇羟基含量的增加时，PU预聚体的拉伸强度随之而增加。

此外，当羟基含量的减少时，聚氨酯的伸长率随之而增加。

黄活阳等［6］制备了一种有机硅改性聚醚密封胶，属于单组分环保型，原料采用的是有机硅改性聚醚树脂、聚氧化丙烯二醇，另外还填加填料、硅烷偶联剂和催化剂等。

湿固化丙烯酸聚硅氧烷面漆 (0T2)这是一款单组份,湿气固化的丙烯酸聚硅氧烷涂料。

本产品不含异氰酸酯,在火工/焊接或发生火灾事故时不产生二异氰酸酯. 有优异的保光性和保色性。

它是一款高固体含量的产品。

此产品可在固化的任何阶段进行复涂。

施工方式为刷涂和辊涂。

施工性能良好且不易干喷。

在大气环境下作为面漆使用。

认证和证书本产品对绿色建筑标准得分会有贡献，请参见绿色建筑标准章节。

颜色可采用工业调色机体系（MCI）进行调色典型用途船舶漆领域：推荐用于干舷、甲板和船的上层建筑。

工业保护漆领域：推荐用于近海环境，如炼化厂、发电站、桥梁和建筑。

性能测试/标准描述光泽度 (GU 60 °)ISO 2813VOC - 美国 / 香港US EPA 方法 24 (测试值)(CARB(SCM)2007, SCAQMD rule 1113, Hong Kong)VOC- 欧盟IED (2010/75/EU) (理论值)所列数据是基于工厂批量生产的产品，因颜色不同会有些许变化。

闪点ISO 3679 方法 130 ℃有光（70-85）245 克/升190 克/升密度1.4kg/l 光泽描述: 根据佐敦功能涂料的定义理论值VOC- 欧盟EU VOC Directive 2004/42/CE (ISO 11890-2) (经测试)VOC- 中国GB/T 23985-2009 (经测试)243 克/升159 克/升湿膜厚度理论涂布率6080121001307.2微米微米平方米/升---该产品可用以下方式施工喷涂:无气或空气喷涂均可使用。

刷涂:建议. 注意要达到特定的干膜厚度。

辊涂:建议. 注意要达到特定的干膜厚度。

稀释剂:佐敦2号稀释剂当基材温度低于5摄氏度时，使用佐敦7号稀释剂可提高流平性。

通常不需要稀释。

在极端环境下施工请咨询当地的佐敦代表。

稀释时请勿超过当地的环境法规要求。

注意：当韩国VOC法规《韩国清洁空气保护法》和它对应的稀释限值与推荐稀释体积不同时，以前者为准。

双固化：硅氧烷型光-潮气双固化保形涂料的合成及光固化行为摘要：合成了一种以异氰酸酯为"桥"的硅氧烷-丙烯酸酯型光-潮气双固化保形涂料.探讨了引发剂、稀释剂等对其光固化行为的影响,结果表明,所合成的保形涂料存在较明显的氧阻聚现象,加入三丁胺可以抑制部分氧阻聚的影响.聚己内酯三元醇型双固化聚氨酯丙烯酸酯的合成及其固化膜性能研究摘要：以聚己内酯三元醇、异佛尔酮二异氰酸酯和羟基丙烯酸酯为原料,合成了一种新型聚氨酯丙烯酸酯.该树脂含有CC双键和未封闭的-NCO基团,可同时进行光固化和热固化反应.研究了不同双键含量对体系成膜性能的影响.结果表明,随着双键含量的上升,体系光固化后的摆杆硬度变大,耐溶剂性、玻璃化转变温度、铅笔硬度提高,但是柔韧性下降.同时发现,后期的热固化对体系的硬度和热性能有补强的作用,但是会在一定程度上导致涂膜的柔韧性下降.双固化聚氨酯丙烯酸酯的性能研究摘要：将三种双固化聚氨酯丙烯酸酯低聚物与环氧丙烯酸酯组成不同的双固化体系,利用实时红外(FT-IR)的方法研究了不同固化顺序(先光固化后热固化和先热固化后光固化)对体系中-NCO反应基团和C=C双键转化率的影响,结果显示先光固化后热固化的固化顺序更有利于体系达到高转化率.通过测试不同体系固化后的硬度和柔韧性,证明后期的热固化能大幅度提高涂膜的硬度.硅氧烷改性环氧丙烯酸酯及其紫外-湿气双固化涂层的性能摘要：以环氧树脂和丙烯酸合成环氧丙烯酸酯,再与正硅酸乙酯反应,合成硅氧烷改性的环氧丙烯酸酯.以FT- IR分析合成产物的结构和UV-湿气固化过程；研究UV-湿气双重固化硅氧烷改性环氧丙烯酸酯涂膜的性能.以正硅酸乙酯封闭环氧丙烯酸酯的羟基,使环氧丙烯酸酯的黏度降低82％；经紫外-湿气双重固化,改性环氧丙烯酸酯涂层的摆杆硬度、耐磨性、水接触角均比未改性样品大幅提升,起始热失质量温度比未改性环氧丙烯酸酯高约63℃.汽车用新型罩光涂料--UV和热双固化清漆摘要：轿车车身面漆涂装采用两涂层涂装工艺(即底色+罩光)已逐步成为面漆的典型涂装工艺,罩光涂料已成为关键的汽车涂料.介绍UV固化涂料的固化机理及其特征,新型双固化汽车用罩光涂料,双固化工艺及涂膜的优异性能以及新工艺的节能、环保效益及发展前景.有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯光-潮气双固化体系摘要：由甲基丙烯酸羟乙酯、异佛尔酮二异氰酸酯和二-(γ-三乙氧基硅烷基丙基)胺为原料,合成了有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯(Si-PUA)预聚物,预聚物属于宾汉流体. 用GPC凝胶渗透色谱方法测得预聚物的分子量分散度为1.12,用FTIR和光DSC示差扫描量热法(DPC)方法研究了预聚物的固化行为,光聚合反应的转化率为56.3%,用TG(热重分析)等方法研究了光、潮气固化膜的膜性能,发现光固化膜的电性能、热性能均好于潮气固化膜的膜性能.紫外光/湿气双固化聚哇氧烷树脂的制备及其固化机理的研究聚硅氧烷树脂可以通过硅羟基缩合及硅氢加成反应进行交联固化，同时固化产物具有优良的耐高低温性能和弹性的可调节性，在电子灌封以及建筑门窗密封等行业受到广泛应用，并且在诸多领域已经成为不可或缺的材料。

第52卷第12期 辽 宁 化 工 Vol.52，No.12 2023年12月 Liaoning Chemical Industry December，2023纳米二氧化硅改性丙烯酸酯涂料的研究进展李 伟（安徽师范大学化学与材料科学学院，安徽 芜湖 241002）摘 要：纳米SiO2改性丙烯酸酯涂料可以改进涂层的光学性能、防腐蚀性能、机械性能等。

纳米SiO2与丙烯酸酯乳液有不同的聚合方法，所得产品性能也不同。

综述了共混法、溶胶-凝胶法、原位聚合法在制备纳米SiO2/丙烯酸酯乳液中的应用，以及三种复合乳液制备方法对涂料性能的影响。

关键词：纳米SiO2；丙烯酸酯；改性；复合方法中图分类号：TQ630.4文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）12-1826-04丙烯酸酯单体中的双键经聚合反应生成丙烯酸酯树脂，由丙烯酸酯树脂制得的涂料具有良好的耐候性、耐酸碱等性能，在汽车、家具、机械、建筑等领域得到广泛应用[1-2]。

由于丙烯酸酯单体的多变性，多种酯基在不同介质中的溶解性，以及与其它涂料用树脂的混溶性等特点，丙烯酸酯树脂已成为涂料工业中全能的通用树脂[3]。

丙烯酸酯涂料也有一些缺点，如热稳定性较差，涂膜易返黏，机械加工性能差等。

为改善涂料性能，有机-无机复合技术为涂料改性开辟了新途径，复合改性技术可以将有机聚合物的优异性能与无机材料杰出的刚性，对热、化学、大气的稳定性结合起来，显著提高涂料性能。

纳米科技的发展使得有机-无机复合改性涂料进入了新阶段，纳米材料在分子水平上实现了有机-无机材料的复合。

纳米SiO2呈三维网状结构，表面存在不饱和键以及不同键态的羟基，具有很高的反应活性，而且表面吸附能力强，对紫外光、可见光以及近红外线有较高的反射率，而且纳米SiO2可深入到高分子化合物的π键附近，形成空间网状结构。

纳米SiO2有着广泛的商业应用，如填料、催化、传感、光子晶体和药物递送等[4-5]。

丙烯酸酯乳液改性方法的研究进展万凯;张婉容;朱超;张禹;冯波;艾照全【摘要】The present progresses of acrylate coatings modified by epoxy resin,organic fluorine,organic silicon,polyurethane,nanometer materials etc.were reviewed in this paper,and the development of acrylate modification was also prospected..%综述了环氧树脂、有机氟、有机硅、聚氨酯以及纳米粒子改性丙烯酸酯的研究现状与进展,并对丙烯酸酯改性的发展进行了展望.【期刊名称】《粘接》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】4页(P57-60)【关键词】丙烯酸酯;乳液;改性;研究进展【作者】万凯;张婉容;朱超;张禹;冯波;艾照全【作者单位】有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,湖北武汉430062;有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,湖北武汉430062;有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,湖北武汉430062;有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,湖北武汉430062;有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,湖北武汉430062;有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,湖北武汉430062【正文语种】中文【中图分类】TQ331.4丙烯酸酯类共聚物乳液是指由丙烯酸酯类或甲基丙烯酯类与其他乙烯基酯类单体进行乳液聚合所得到的产物[1]。

以丙烯酸为主要原料合成的丙烯酸酯树脂不仅具有良好的耐候、耐碱、耐化学品性能和粘接性能，且成本低廉，在建筑物外墙涂料和胶粘剂等方面得到了广泛应用[2]。

聚氨酯丙烯酸酯封端与解封特性及其UV-湿气双固化性能研究1. 引言1.1 研究背景聚氨酯丙烯酸酯（PUA）是一种具有广泛应用前景的高分子材料，其具有优异的耐磨、耐腐蚀、耐热性和化学稳定性。

PUA在油墨、涂料、胶粘剂等领域有着广泛的应用，但其封端与解封特性及其UV-湿气双固化性能研究尚未得到深入的探讨。

PUA的封端结构对其性能有着重要影响，研究其封端特性有助于深入了解PUA材料的结构性质。

PUA的解封特性也是评价其可再加工性能的重要指标，因此探究PUA 的解封特性对其应用具有重要意义。

近年来UV-湿气双固化技术在涂料、胶粘剂等领域得到了广泛应用，但在PUA材料中的应用还比较有限。

研究PUA的UV-湿气双固化性能不仅可以拓展其应用领域，还可以为其工业化生产提供有力的支撑。

对PUA封端与解封特性及其UV-湿气双固化性能的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

1.2 研究目的研究的目的是通过分析聚氨酯丙烯酸酯封端与解封特性及其UV-湿气双固化性能，探讨其在材料科学领域中的应用潜力。

具体来说，目的包括以下几个方面：研究聚氨酯丙烯酸酯封端特性，揭示其结构特征及其对材料性能的影响，为材料设计和改性提供依据；探究聚氨酯丙烯酸酯的解封特性，分析其在实际应用中的可控释放功能，为智能材料的开发提供理论支持；研究其UV-湿气双固化性能，评价其在不同环境条件下的固化效果，为该材料在不同应用场景下的性能调控提供参考；通过实验方法的设计和结果与讨论的分析，全面评估聚氨酯丙烯酸酯的性能，为其在材料工程领域的进一步研究和应用奠定基础。

通过本研究的开展，旨在为聚氨酯丙烯酸酯材料的优化设计和工程应用提供科学依据，促进相关领域的技术创新和产业发展。

2. 正文2.1 聚氨酯丙烯酸酯封端特性分析聚氨酯丙烯酸酯是一种常用的双组分固化体系，其封端反应是影响固化性能的重要因素之一。

封端反应可以通过改变聚氨酯丙烯酸酯中的封端物质来实现。

一般来说，封端物质的种类和含量都会对固化速度、硬度和耐久性等性能产生影响。

uv 湿气双重固化丙烯酸酯预聚物合成技术UV湿气双重固化丙烯酸酯预聚物合成技术是一种先进的光敏聚合技术，广泛应用于工业生产和科研领域。

本文将分为以下几个方面，详细探讨这一技术的原理、合成方法以及应用领域等。

一、UV湿气双重固化的原理UV湿气双重固化是指在紫外线照射的同时，利用环境中的湿气（水分）进行交联反应，从而实现聚合物的固化。

该固化方法具有速度快、能耗低、无污染等特点。

其原理主要是通过UV光源提供能量，引发单体或预聚物中的光敏剂产生自由基，进而引发聚合反应。

同时，湿气中的水分会参与反应，与产生的自由基进行反应，进一步促进交联反应，加快聚合物固化速度。

二、UV湿气双重固化丙烯酸酯预聚物的合成方法UV湿气双重固化丙烯酸酯预聚物的合成主要分为以下几个步骤：1.原料准备：准备好所需的单体和其他辅助添加剂，如起始剂、光敏剂等。

2.预聚物合成：将单体、光敏剂和起始剂按一定配比混合，在恒温搅拌的条件下，通过紫外线照射下引发聚合反应，形成预聚物。

3.精细调整：根据具体需求，可以对预聚物进行分子量、流动性等方面的调整。

这一步骤主要是利用传统方法，如溶液稀释、溶剂挥发等。

4.包装贮存：将合成好的预聚物进行包装和贮存，以防止其接触光线和湿气。

三、UV湿气双重固化丙烯酸酯预聚物的应用领域随着科学技术的发展，UV湿气双重固化丙烯酸酯预聚物在各个领域得到了广泛的应用。

1.涂料应用：UV湿气双重固化丙烯酸酯预聚物可以作为涂料的主要组分，用于纸张、塑料、金属等基材的表面涂层，具有耐磨损、抗化学侵蚀等优点。

2. 3D打印应用：UV湿气双重固化丙烯酸酯预聚物可以用于3D打印技术中，通过光敏固化的方式，实现快速打印出复杂结构的物体。

3.胶黏剂应用：UV湿气双重固化丙烯酸酯预聚物可以作为胶黏剂的主要成分，用于各类材料的粘接和固定。

4.材料修复应用：UV湿气双重固化丙烯酸酯预聚物可以用于材料的修复，例如填充、封闭等。

综上所述，UV湿气双重固化丙烯酸酯预聚物合成技术具有许多优点，如速度快、能耗低、无污染等。