装饰涂料用硅基技术 - 2022年世界杯分组表

装饰涂料行业的创新有多种驱动因素，成本、挥发性有机化合物的立法和对更多环保产品的渴望等等，但可能没有什么比可持续性更值得关注。2012年10月，涂料研究协会在欧洲举办的第八届国际木器涂料大会上，可持续发展(延长涂料的使用寿命，减少有限原材料的使用量)以及涂料行业在这一领域所发挥的推动作用是讨论的焦点。

在涂料市场上，硅酮添加剂因其为涂料配方剂带来的表面性能而闻名——防滑性、耐磨性、润湿性、流平性和消泡性。也许不太为人所知的是，这些材料可以提高装饰涂料的可持续性，用于建筑和木器涂料的应用。提高涂层寿命和减少自然资源(如二氧化钛)的使用能力是硅基材料目前或在不久的将来可以实现的特点。在这篇文章中，我们研究了硅酮如何提供这些性能。

耐气候性

提高耐候性可以通过使用硅树脂的许多不同的方法来实现。例如，在紫外线照射下抗粘结剂降解(粉笔化)，耐水和抗枯萎都是增加装饰涂层寿命的方法。在装饰应用中，建筑业主和规格商也要求这种寿命，而不显著增加成本。硅酮为市场提供了具有成本效益的解决方案，因为它们可以添加到添加剂添加水平的配方中。

图1所示的硅基防水添加剂家族就是一个例子。在本例中，添加剂被添加到水性丙烯酸建筑涂料中，其活性为总配方的2%;在第1天和1500 h QUV A测试后评估涂层表面的水接触角(WCA)。与对照组(无添加剂)相比，道康宁的三种硅基添加剂在第1天和QUV风化后的水珠结情况都有所改善。

WCA从第1天到1500 h QUV A增加的原因尚未得到证实，即使是没有添加添加剂的对照，但我们可以假设，这是由于在QUV测试的喷涂周期中粘结剂降解和随后所有亲水成分(表面活性剂)的去除。值得注意的是，即使在QUV风化后，使用硅酮添加剂的WCA仍然保持较高。同样重要的是要知道表面在风化后仍然是可重涂的。

虽然水珠可以表示耐水性，但在某些情况下，这只是一个简单的属性，旨在引导消费者得出这一结论。通常情况下，它并不能反映装饰涂料的真正的防水性能，而且用相同的添加剂实现这两种性能是很困难的。因此，与WCA一起考虑防水性能是很重要的。图2显示了丙烯酸乳化剂外饰漆的拒水性和WCA。

在该木器涂层中，我们可以看到憎水性(用吸水率表示，数值越低=性能越好)在添加道康宁®87添加剂时，活性硅含量仅为1%时得到了改善。也许更令人惊讶的是，在添加了这种添加剂后，WCA也得到了改善，这与测试的其他材料不同，即使添加量更高。

风化是在砂浆或混凝土(水泥)表面或附近形成的盐沉积，引起表面外观的变化。硅酮也可用来配制底漆，用于砂浆和混凝土(水泥)的处理，以防止枯萎。

更好的分散降低TiO2含量

除了改善涂料的物理性能，从而获得更耐用的涂料，从而提高可持续性外，减少配方中自然资源的使用也有巨大的潜在影响。虽然硅烷是众所周知的颜料和填料分散，硅酮不是。为此，非硅树脂产品通常是有机分散剂，如聚羧酸聚合物或聚氨酯聚合物。虽然这些有机分散剂可以提供良好的性能，但合适的硅酮可以提供相同的性能(粘度稳定性、研磨细度、抗驱油和浮油)，相比之下，还可以提高隐藏力。这意味着可以降低涂料中昂贵的二氧化钛含量，以达到与传统有机分散剂相同的隐藏力。

表1比较了道康宁3添加剂与一种非硅竞争分散剂(阴离子共聚物)在溶剂基、光滑的白色木质涂料中的性能。在颜料研磨阶段添加添加剂。为了达到相同的隐藏功率(δ E)，需要调整二氧化钛的使用水平。当使用有机硅添加剂代替传统的有机分散剂时，达到相同的隐藏程度所需的二氧化钛数量减少了4.6%。

硅酮技术的新发展也承诺在未来提供更多。例如，改善外部应用程序的自清洁性能可以减少昂贵的清洁或重新油漆活动，并通过减少清洁程序或油漆制造过程中使用的溶剂或表面活性剂的数量而对环境产生影响。在图3中，对涂有中间PVC平漆的面板进行了污垢吸附/易清洁测试。在这种方法中，面板刷上标准的合成污垢膏，让其干燥2小时，然后洗涤1分钟——这算作一个循环。然后重复这个过程。

更好的抗污性能将有利于最终消费者和环境。在图4中，我们看到苯乙烯-丙烯酸基建筑涂料在水性红墨水笔作用下的性能。在用浸水海绵(10次湿擦)清洁表面后，不含硅树脂的对照组明显显示出一些染色，而含有硅树脂添加剂的涂料在经过相同处理后显示出更清洁的表面。