市场，尤其是欧洲市场，已经发展出对锡的敏感性。在这篇文章中，我们报告了从早期锡基成分发展出无锡水性硅胶分散体。这类添加剂在历史上是非常难以制造的，特别是没有锡缩合催化剂。这些新成分将在几种配方中相互比较，并与行业标准进行比较，以降低摩擦系数(COF)，并在保持涂层性能的同时提供防滑和抗损伤能力。

这些高分子量(MW)有机硅分散体用于许多涂料和皮革处理配方，以提供防滑，防污和耐染色。包括锡催化在内的标准工艺受到强大的监管压力，特别是在欧盟，因为残余锡化合物的毒性问题。

高分子量硅油和硅胶分散体的配方和加工的变化与市售产品进行了评估，目标是实现相当或更好的滑脱性、分散性和稳定性。

实验

实验添加剂以0.5%或1.25%的比例在各种水性(WB)和溶剂性(SB)配方中进行筛选。这些公式的详细信息显示在本文末尾的公式部分。在例35A、45A和45B中，标记为SB和WB HG搪瓷的配方为专有配方。

每种情况都进行了两个对照实验。第一种是标有COMP的商业上可获得的竞争产品的可比使用水平，第二种是没有添加剂的，标有CONTROL。

硅分散体的变化如40A-F(表2和表3)所示，这是一种使用高mw硅酮的锡催化碱配方的变化。配方40G-J(表4)是第二基配方的变体，其不同之处在于包含了更高MW的硅胶。

最后，使用35A和45A-B(表5)获得了最佳效果，这是一种硅树脂胶的分散体，在三种配方中变化很小。

测试板准备

对于溶剂型丙烯酸透明涂料、丙烯酸乳胶漆和2K水性聚氨酯透明涂料，所有测试板都是通过在4“X 6.5”的Leneta纸上用30号线绕棒抽取约1ml涂层液制备的。允许湿膜在环境条件下干燥至少4天，除非另有说明。

对于1K水性聚氨酯涂料，使用5号线绕棒在Leneta纸上浇铸约0.5 ml湿液。用2K水性聚氨酯透明涂层制备的湿膜在110°C的烘箱中干燥30分钟或在80°C的烘箱中干燥60分钟。

抗马尔试验

使用Sutherland 2000油墨摩擦测试仪测量Mar阻力。我们使用以下设置的干摩擦方法:100次摩擦和84 rpm行程速度。使用4磅的测试块进行拓片，并附加2“x 4”尼龙擦洗垫。根据摩擦试验前后光泽度读数的百分比变化对面板进行评级。10分是最好的;0是最差的。

对于35A, 45A和45B样品，如表5所示，使用300次摩擦来增加测试的应力。

摩擦系数

滑动或摩擦系数(COF)用化学仪器测量摩擦系数- 500。(试验速度:15厘米/分钟;行程长度:15厘米;雪橇重量:200克，雪橇表面覆盖astm规定的橡胶)。静摩擦系数直接从设备中获得，表示力的水平分量(克服初始摩擦所需)与物体重量(200克)的垂直分量之比。运动摩擦系数也直接从设备中获得，表示力的水平分量(使物体以恒定速度滑动所需的力)与物体重量(200克)的垂直分量的比率。该值越大，基材的摩擦力越大。

光泽

光泽度用BYK-Gardner 60微光泽度计测定。该值直接从微光泽度计中记录。

结果

通过初始配方(表1)，我们发现我们的第一个样品，标记为40A，在保光泽度和COF降低方面与COMP一样好或更好。然而，从表面外观可以看出，在WB配方中的相容性并不是很好。进一步的工作重点是通过粒径和稳定剂包来提高分散性。

在表2所示的第一个变体中，我们看到了类似的结果，其中40A和40C的物理性能是可以接受的，但在三个变体中都不能接受兼容性。事实上，从40A到40B再到40C的偏差会导致更差的性能。

在下一组变化中，如表3所示，40D、40E和40F与竞争对手的产品相比至少具有相当的性能，而且通常性能更好。这些样品在大多数配方中相容性也更接近。然而，在外观上仍然可以看到2K PU配方的显著差异。

在这个40G-J系列的表4中，我们再次看到了现在熟悉的模式。物理性质非常相似，这些变体在兼容性上非常接近。

在最后的系列中，如表5所示，样本35A, 45A和45B。这些使用超高分子量的硅胶和无锡催化剂，具有独特的分散包装。两种样品分别为45A和45B，通过平整和缺乏缺陷显示出特别好的兼容性，甚至在SB测试中优于竞争材料。动力学COF与标有COMP的样品一样低。

结论

当我们从最早的结构变化进展时，我们发现它是直接匹配COF还原和商用硅胶分散体的性能。在早期样品中，SB配方的配伍性也很好。

诀窍是提高水载兼容性，我们最终主要通过改变分散包来实现。在此过程中，我们发现了与目标产品相当或在某些配方中优于目标产品的性能。

本文在2017年水上学术研讨会上发表。欲了解更多信息，请联系Bob RuckleRobert@siltech.com．